用于直流微電網(wǎng)的高增益升壓型DCDC變換器

　　本文提出了一種高增益升壓型DC-DC變換器。傳統(tǒng)升壓變換器（如開關(guān)電感變換器、開關(guān)電容變換器、級(jí)聯(lián)升壓變換器等）的最大電壓增益受到極限占空比（即接近統(tǒng)一的占空比）的限制，在極限占空比下運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的反向恢復(fù)。隔離式變換器，如反激變換器、推挽變換器、正激變換器、橋式變換器等，克服了上述問(wèn)題，基本上采用變壓器或耦合電感來(lái)實(shí)現(xiàn)。提高電壓。但是，變壓器或耦合電感的加入會(huì)在主開關(guān)處產(chǎn)生電壓尖峰和漏感引起的功率損耗。近年來(lái)，由于直流負(fù)荷的顯著增加和對(duì)高質(zhì)量電力的需求，直流微電網(wǎng)變得越來(lái)越重要。這些直流負(fù)載根據(jù)其額定功率需要不同的電壓等級(jí)。光伏電源是直流微電網(wǎng)的主要能源之一。由于光伏電源電壓較低，直流微電網(wǎng)需要一個(gè)非常高的電壓增益轉(zhuǎn)換器。為此，本文提出了一種具有很高電壓增益特性的升壓型DC-DC變換器。除此之外，它還為兩種不同的負(fù)載（一種用于高壓級(jí)，另一種用于低壓級(jí)）提供了額外的供電優(yōu)勢(shì)，使其更適合直流微電網(wǎng)的應(yīng)用。本文介紹了該變換器的穩(wěn)態(tài)分析和脈寬調(diào)制控制。通過(guò)在Matlab Simulink中的仿真，對(duì)該變換器進(jìn)行了理論驗(yàn)證。

　　近年來(lái)，能源需求和對(duì)綠色能源的關(guān)注都有了很大的增長(zhǎng)。這促使研究人員轉(zhuǎn)向分布式發(fā)電系統(tǒng)（DG），該系統(tǒng)利用可再生能源發(fā)電。光伏、燃料電池等可再生能源產(chǎn)生直流電。鋰離子二次電池、超級(jí)電容器等儲(chǔ)能設(shè)備也提供直流電源。因此，近年來(lái)，直流微電網(wǎng)被應(yīng)用于分布式發(fā)電系統(tǒng)中，以優(yōu)化控制從電源到負(fù)荷的電力流，并為用戶提供高質(zhì)量的電力?，F(xiàn)在的另一個(gè)重要方面是，大多數(shù)消費(fèi)品負(fù)載要么基于直流電，要么適應(yīng)直流電（例如電視、LED燈、計(jì)算機(jī)、電子設(shè)備、無(wú)刷直流電風(fēng)扇等）。

　　這就需要不同的直流電壓水平。在DG系統(tǒng)中，光伏發(fā)電系統(tǒng)是主要的能源之一。光伏板具有單體電池電壓低的局限性，同時(shí)由于可靠性問(wèn)題，單體電池電壓不能串聯(lián)以達(dá)到較高的電壓水平。為了克服這個(gè)問(wèn)題，在光伏電源和直流總線之間使用了升壓變換器。但傳統(tǒng)的升壓變換器、級(jí)聯(lián)升壓變換器、開關(guān)電感變換器、開關(guān)電容變換器等在極端占空比下工作時(shí)會(huì)遇到反向恢復(fù)問(wèn)題和電磁干擾問(wèn)題，以獲得更高的電壓增益。反激變換器、推挽變換器、正激變換器、橋式變換器等隔離式變換器克服了上述問(wèn)題，通過(guò)調(diào)節(jié)變壓器匝數(shù)比可以獲得較高的電壓增益，但這些變換器的主控開關(guān)存在著高電壓增益的問(wèn)題。變壓器漏感引起的高電壓尖峰和功率損耗。自舉變換器克服了上述問(wèn)題，即使用更多的電感和電容來(lái)提高電壓。現(xiàn)在一天，直流負(fù)載已經(jīng)顯著增加，這需要不同的電壓水平。以上問(wèn)題已解決，采用雙輸出直流-直流升壓轉(zhuǎn)換器，如文獻(xiàn)所述。這些變換器能夠維持不同的直流輸出電壓，但是與傳統(tǒng)的升壓變換器相比，這些變換器的電壓增益并不是很高。