三开关双Boost高增益DC/DC变换器研究

刘郑心，杜玖玉，于渤洋

(1.清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084；2.哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，黑龙江哈尔滨 150080)

在燃料电池以及光伏发电系统等应用场合，需要高升压比、高效率、抗干扰性强、高功率密度的DC/DC 变换器，将燃料电池和光伏组件的低压输出提升到较高水平，保证高压直流母线端的稳定[1]。

隔离型DC/DC 变换器可以通过改变变压器的匝数比来获得很高的电压增益，但是在变换器工作模态切换时，变压器的漏感会使器件上产生较大的电压尖峰。采用缓冲电路可以解决器件电压尖峰的问题，但是会增加变换器的复杂程度，降低效率。传统的非隔离Boost 变换器由于其本身寄生参数和极限占空比的限制，难以满足高电压增益的要求[2]。为了满足非隔离DC/DC 变换器对高电压增益的要求，已有的研究大部分通过采用开关电容、Z 源、准Z 源、多电平等结构来解决该问题。

Axelrod B 等[3-4]在传统斩波电路的基础上引入了开关电容或改进开关电容结构，可以有效地提高电压增益。Banaei M R等[5]将Sepic 电路与开关电容相结合，得到的变换器具有连续输入电流和高电压增益。虽然这种拓扑解决了开关电容常见的非共地问题，但输出侧器件的电压应力较高，需要更多的电感，变换器体积较大。开关电容结构可以使电压增益大幅提高，但输入输出端不共地，或者使用的器件较多，导致变换器体积增大是制约其应用的主要因素。Zhang G等[6]提出了一种Z 源网络串联结构的变换器，具有高电压增益、宽输入电压范围和低电压应力的优势。……