一种耦合电感型准开关Boost变换器

房绪鹏，王晓丽，林强，王松

（山东科技大学 电气与自动化工程学院，山东 青岛 266590）

近年来，日益突出的能源危机和日益加剧的环境污染，导致世界能源结构发生变化，光伏发电等新兴可再生能源发电引发人们广泛的关注[1-2]。这些新能源发电方式，具有低碳、环保、储量巨大等优点[3]，因此已成为近年来国内外研究的热点。然而，由于光伏等新能源的实际输出电压相比于并网逆变器的输入电压要低很多，因此，在光伏发电系统中为了实现电压的提升，需要在输入端和负载之间加入一个直流升压环节以满足光伏电池的输出电压等级要求[4-5]。

传统Boost变换器由于其控制简单、工作原理明晰，成为使用最广泛的升压变换器之一。然而想要获得较高的电压增益，要求电路工作在极限占空比的情况下才能实现，在这种状态下开关管的电压应力也会骤增，从而造成整个电路的器件损耗较大，降低了Boost变换器能量利用效率。为了解决这个矛盾，国内外许多研究人员提出了多种改进方法：1）引入开关电容技术[6-7]可以使电路拓扑的电压增益大幅度增加，缺点是在电容充放电的过程中电流尖峰会变大，从而增大了开关损耗；2）引入级联式变换器结构[8]，虽然能使变换器获得更高的电压增益，但却增加了元器件的数量，不易于控制且效率较低；3）引入耦合电感技术[9]在提高变换器电压增益的同时又避免了占空比处在较极端的情况，且成本低、可靠性高。但由于漏感的存在会使该电路的开关管两端出现较大的电压尖峰，而引入无源钳位技术，可以有效地解决耦合电感漏感带来的电压尖峰问题，从而可以提高变换器的效率。……