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郭瑞,海航,王磊,王秋实,杨玉岗.一种新颖采用磁集成技术大功率组合式高增益Boost变流器研究[J].电源学报,2017,15(5):34-45
一种新颖采用磁集成技术大功率组合式高增益Boost变流器研究
Research on A Novel High Power Combined High Gain Boost Converter Using Magnetic Integration Technology
投稿时间:2017-05-30  修订日期:2017-08-08
DOI:10.13234/j.issn.2095-2805.2017.5.34
中文关键词:  大功率系统,高增益  磁集成开关电感  组合升压变流器  交叉控制
英文关键词:High power system  high gain  magnetic integrated switch inductor  combined boost converter  cross control
基金项目:国家自然科学基金资助项目(U1510128,51177067,50607007);辽宁省教育厅重点实验室基础研究资助项目(LZ2015045)
作者单位E-mail
郭瑞 辽宁工程技术大学电气与控制工程学院, 葫芦岛 125105  
海航 辽宁工程技术大学电气与控制工程学院, 葫芦岛 125105  
王磊 浙江艾罗电源有限公司, 杭州 310000 15382025383@163.com 
王秋实 辽宁工程技术大学电气与控制工程学院, 葫芦岛 125105  
杨玉岗 辽宁工程技术大学电气与控制工程学院, 葫芦岛 125105  
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中文摘要:
      为满足规模化储能系统及直流母线型分布式发电系统对大功率、高增益、高效率和高功率密度直流升压变换器的要求,提出了一种适用于大功率应用场合的组合式双输入高增益磁集成Boost变流器,并研究了该拓扑组合复用和控制策略。首先详细介绍了所提出的新型变流器的电路结构、工作模态和电气性能,推演出变流器电压增益、开关管应力及电感电流纹波特性,并分别讨论了组合拓扑的交叉控制和互补控制策略,通过与传统双输入Boost变流器的电压增益对比,该拓扑在两种控制模式下均具备更大电压增益和更小的电流纹波;其次推导了静态等效电感和暂态等效电感,以及耦合电感下稳态电流纹波和暂态电流响应速度的关系,给出耦合电感设计准则;最后制作实验样机进行测试,结果证明了理论分析的正确性。新拓扑较之传统高增益大功率升压变流器具备高增益、高功率密度、低应力和低纹波的优势,具备极大的研究价值和实用潜力。
英文摘要:
      In this paper, a dual input and high gain magneto integrated Boost converter for high-power applications is proposed, and the topology combination multiplexing and control strategy are studied. Firstly, introduced the circuit of the proposed converter, working mode and electrical performance, deduces the converter voltage gain, the switch stress and the inductor current ripple characteristics are introduced, and the cross combination of control topology and complementary control strategy are discussed. Through the Comparison with the traditional voltage gain double input Boost converter, the topology have a greater current ripple voltage gain and smaller in the two kinds of control modes.Secondly, the static equivalent inductance and transient inductance derivation, and the relationship between the response speed of the coupled inductor under steady ripple current and transient current, given coupled inductor design criteria; finally, prototype test results prove the correctness of theoretical analysis.
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