耦合电感三电平DC-DC变换器

（青岛理工大学信息与控制工程学院，山东 青岛 266520）

伴随着太阳能等清洁能源的广泛应用，光伏板后级所需的DC-DC升压变换器就成了国内外研究人员的研究热点[1]。传统的5种直流变换器（Boost，Buck-Boost，Sepic，Cuk，Zeta）均具有升压功能，并且结构简单、容易控制，但这类变换器仅依靠开关管导通占空比这单一调制因子来进行电压调节，且在高电压增益场合出现的极限占空比情况会造成二极管的反向恢复问题，效果不够理想。

文献[2]介绍了一种级联式的升压变换器，实现在相同直流输入值的条件下，有效提高电压增益。但级联变换器结构的高增益，是以开关管等元件的高应力为代价来实现的，不仅会增大变换器所需元件的数量，更会致使整体电路的成本和实现难度都大幅度上升。文献[3-8]在变换器中加入了耦合电感模块，用以替代原有变换器中的单个储能电感，这样可以实现在相同导通占空比的情况下，得到更高的电压增益，但由于漏感的存在，会增大开关管的电压应力，加大损耗；文献[9]介绍了变换器三电平变换的新型结构，使得变换器中相应元件的电压应力得到有效降低，但其升压能力并没有得到有效提高。

本文提出了一类新型耦合电感三电平DCDC变换器，其电路结构简单、容易控制，具有高电压增益和低电压应力的特点。文章以耦合电感三电平Sepic电路为例进行了分析和研究，最后用仿真和实验验证了该类变换器的正确性和可行性。

1 耦合电感三电平Sepic变换器

图1为耦合电感三电平Sepic变换器的原理图。……