一种非隔离改进二次型Boost高增益DC-DC变换器*

蒋 威, 张少如,2, 杜秀菊, 张 坤, 李妍学

(1.河北师范大学，河北 石家庄 050024；2.安徽大学 工业节电与电能质量控制省级协同创新中心，安徽 合肥 230601)

0 引 言

近年来，直流电源因具有输出电流连续等优点，被广泛应用在通信、计算机、移动设备、汽车照明系统、光伏发电及风力发电系统等领域[1-3]。然而，直流电源的输出电压通常较低。例如，氢燃料电池汽车的电池不仅输出电压低，而且输出电压波动较大。因此，需要在燃料电池和负载之间接入高增益直流变换器来改善输出电压特性[4]。直流变换器的原理是利用储能电感或电容的特性，通过脉宽调制(PWM)技术与提高开关频率达到提高输出增益的目的[5]。

直流型变换器可以分为隔离型和非隔离型变换器。隔离型变换器包括正激式、反激式、全桥、半桥、推挽式变换器等[6-9]。隔离型变换器由于引入变压器具有体积大、质量大、效率较低等缺点。相反，非隔离型变换器具有体积小、效率高等优点。非隔离型变换器包括Boost、二次型Boost、Buck、Buck-Boost、开关电容型、开关电感型变换器等[10-12]。其中传统Boost变换器凭借其拓扑结构简单、输出增益较高的优点被广泛应用。为了获得更高的电压增益，研究者在传统Boost电路的基础上引入各种辅助电路[13-14]，虽然提升了输出电压，但半导体器件的应力也随之增加，降低了变换器的转换效率。在文献[15-17]中，研究者利用变换器级联技术，例如二次型Boost变换器，将两个Boost变换器的基本结构通过一个开关实现级联，并在此电路基础上进行了大量的拓展，以获得更高的电压增益和更低的开关应力。……