关键术语 |
| 升压变换器，dc-dc变换器，高压增益，电压倍增单元(vmc)。 |
介绍 |
| DC- DC变换器是一种接受直流输入电压并产生直流输出电压的设备。通常产生的输出电压与输入电压不同。此外，dc - dc转换器用于提供噪声隔离，电源母线调节等。当输出电压高于输入电压时，使用升压变换器。 |
| 当晶体管处于ON状态时，VIN = VIN，关闭状态时，电感电流流过二极管，给出Vx =Vo。在此分析中，假定th e in duct or c u r r nt al w a ys r e m a in s f l o w in g(连续传导)。平均v o l ta ge a c ro s st h in u c to r必须为零才能使平均电流保持稳定状态 |
 (1） |
| 这可以重新排列为 |
 （2） |
| 对于一个损耗少的电路，功率平衡保证 |
 （3） |
| 由于占空比“D”在0和1之间，输出电压必须始终高于输入电压的幅度。负号表示输出电压感反转。 |
带VMC的Dc-dc变换器 |
| 提出的dc-dc变换器采用3ssc和5vmc级联产生高电压增益。该方法采用的拓扑结构是两个升压变换器耦合在一起。因此，电流在两个开关之间平均分担，并实现了电压加倍特性。而且交错还有效地减小了输入输出电流的波纹。因此，储能电感的尺寸减小。 |
提出拓扑 |
| 本文提出的具有3个状态开关单元和5个电压倍增器单元的dc-dc变换器主电路图如图2所示。 |
| 在这个电路图中，开关S1和S2是mosfet。这些金属氧化物半导体场效应晶体管的电阻降低，可用于减少传导损失。基于二极管和电容器构成的倍增器单元，提出了电压升压应用的拓扑结构。变换器可以在重叠模式(占空比D高于0.5)和非重叠模式(占空比D低于0.5)下工作。 |
工作原理 |
| 模式1 |
| 开关S1和S2打开，同时所有二极管反向偏压。能量存储在电感器L中，没有能量转移到负载。输出电容为负载提供能量。 |
| 模式2 |
| 开关S1处于OFF状态，而S2仍处于ON状态，diodeD9正向偏置。也没有能量转移到负载上。电感L储存能量，电容器C1、C3、C5和C7放电，电容器C2、C4、C6、C8和C10充电。 |
| 模式3 |
| 开关S1关断，S2仍开，二极管D7正向偏置，其余均反向偏置。能量通过D12传输到输出级。电感L存储能量，电容器C1、C3和C5放电，电容器C2、C4、C6、C8和C10充电。 |
| 模式4 |
| 开关S1为OFF, S2仍为ON, diodeD5为正偏置，其余均为反向偏置。能量通过D12传递到输出级。电感L储存能量，电容器C1和C3放电，电容器C2, C4, C6, C8和C10充电。 |
| 模式5 |
| 开关S1关闭，而S2仍然打开，并且二极管3正向偏置，而所有的电压都处于正常状态。能量通过D12传递到输出级。电感L储存能量，电容器C1放电，电容器C2, C4和C6, C8, C10充电 |
| 模式6 |
| 开关S2保持打开状态，二极管D3反向偏置，二极管D1正向偏置，其余的都反向偏置。能量通过D11传递给负载。电感放电，电容器C1, C3，和C5, C7, C9，而C2充电。 |
| 开关S1打开，DiodeD8正向偏置，w电压偏置a电流偏置a电流偏置a电流偏置。能量通过D12传递到输出级。电感存储能量，电容C1, C3, C5和C7充电。电容器C2被放电，C4, C6, C8和C10也被放电。 |
| 模式9 |
| 开关s1打开，二极管D6正向偏置，其余均反向偏置 |
| 模式7 |
| 交换机S2处于OFF状态，交换机S1仍处于ON状态。二极管D10正向偏置，其余均反向偏置。电感由输入源充电，虽然电容器C2, C4, C6和C8放电，电容器C1, C3, C5, C7和C9充电。 |
| 有偏见的。能量通过D12传递到输出级。电感储存能量，电容器c1和C3, C5充电。电容器C2放电，C4和C6, C8, C10也放电。 |
| 模式10 |
| 开关s1打开，二极管D4正向偏置，w偏导a偏导h偏导a偏导v偏导e偏导。能量通过D12传递到输出级。电感储存能量，电容器c1和C3充电。电容器C2被放电，所以是C4和C6, C8, C10。 |
| 能量通过D12传递到输出级。电感储存能量，电容器C1充电。电容器C2放电，C4和C6, C8, C10也放电。 |
设计计算 |
 |
| 模式11 |
| 开关s1打开，二极管D2正向偏置，w偏导a偏导h偏导a偏导v偏导e偏导。 |
 |
仿真结果 |
| 电压通过级联几个由二极管和电容器组成的电压倍增器单元来增加。由于输出电容的夹紧，元件之间的电压应力减小。该方法使用的拓扑结构是两个升压变换器耦合，使电流在开关之间平均共享，并且还实现了电压加倍器特性。采用MATLABSIMULINK软件设计并实现了该结构。输入电压为54V，输出电压为540V，大约是输入电压的十倍 |
结论 |
| 本课题提出了非隔离型高压增益DC-DC变换器。提出了一种新型的带电压倍增器的高阶升压变换器。电压倍增器允许电压上升十倍其输入，同时保持中等占空比。此外，基于3SSC和5VMC的转换器有望成为大电流和高电压升压应用的竞争性解决方案。此外，来自输入源的能量只有一部分流经有源开关，而其余部分则直接转移到负载，而不经过这些开关的处理，即，该能量通过无源组件(如二极管和变压器绕组)传递到负载。该拓扑结构适用于光伏系统、燃料电池系统、UPS和可再生能源等几种应用。 |
|
数字一览 |
 |
 |
 |
 |
 |
| 图1 |
图2 |
图3 |
图4 |
图5 |
|
 |
 |
 |
 |
 |
| 图6 |
图7 |
图8 |
图9 |
图10 |
|
 |
 |
 |
 |
 |
| 图11 |
图12 |
图13 |
图14 |
图15 |
|
|
参考文献 |
- s.v.a araujo, R.P.Torrico-Bascope, g.v.t orrico- bascope，和L. Menezes，“采用三态开关单元和电压倍增器的高压增益升压变换器”，在Proc．电力电子。规范。2008，第2271-2277页。
- R.A. Da Camara, C.M.T. Cruz和R.P. Torrico-Bascope，“UPS应用中基于三状态开关单元的Boost”，见巴西电力电子公司。2009，第313-318页。
- kk.c. Tseng和T.J. Liang，“新型高效升压变换器”，IEE Proc. -电气。权力达成。，第151卷，no。2，页182-190,2004年3月。
- 普吕登特，普菲切尔，艾门多弗尔，E。罗曼尼利，an d R。红色，“电压倍增器应用于非隔离转换器，”IEEE反式。电力电子。第23卷，no。2, pp. 871-887, 2008年3月。
- Y.R. Novaes, A. Rufer，和I. Barbi，“一种适用于燃料电池应用的新型二次，三电平，dc/dc变换器”，在Proc. Power converses . conf。，名古屋，日本，2007，第601-607页。
- 曾国强，梁天杰，“新型高效升压变换器”，电子工程学报。权力达成。,vol. 151, no. 2, pp.182–190, Mar. 2004
|
菜单
(1）
（2）
（3）
