新型级联型磁集成开关电感高增益Boost变换器

姚宏旭，海 航，高 妍，吴 琨

（1.辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，葫芦岛 125105;2.国网运行分公司上海管理处，上海 200126；3.国网辽宁省电力有限公司锦州供电公司，锦州 121000）

随着全球能源需求的日益加剧和传统化石能源的过度消耗引起的环境污染问题，对新型环保能源的研究成为世界各国的新课题[1]。光伏、燃料电池等新能源并网发电技术由于其独特的优势受到了广泛关注，而如何提高DC-DC 变换器的综合电气性能，成为当前的研究热点[2-3]。

国内外学者研究了各种类型的Boost 变换器拓扑,其中将多个Boost 变换器进行级联，是实现高电压增益的有效方法[4-13]，但是直接级联后变换器的电流纹波变大，而且后级开关器件的电压应力仍然等于输出电压。文献[5]提出了一种基于倍压单元的双输入高增益直流变换器,该变换器开关管应力有所减小，并且具有很高的电压增益，但是没有对电感进行磁集成，电感电流纹波较大；文献[6]采用耦合电感，虽然提高了电压增益，但是电感电流纹波没有明显减小，而且漏感会使开关管电压应力增大；文献[7]在传统Boost 级联电路基础上，引入两个电压升举单元，有效提升了变换器电压增益，二极管电压应力减小，开关管电压应力基本不变,但没有应用磁集成技术，电流纹波较大；文献[8]提出了交错并联磁集成双向DC/DC 变换器的设计准则，为集成后耦合电感的耦合度取值提供了参考依据。

本文在文献[7]的基础上，引入了开关电感替代储能电感，进一步提高电压增益，并将所有开关电感单元中的分立电感集成为一个耦合电感，可以减小电感电流纹波，提高变换器的暂态响应，减小变换器的体积、以及开关管与二极管的电压应力，从而提高变换器的电气性能。……