一种应用于光伏发电系统的多路输入非隔离型高增益DCDC变换器

张超兰 陈乐朋 邓宇豪 潘迦蓝

摘要：針对光伏发电系统中光伏组件数量多且输出电压低的问题，提出一种多输入端口高增益DCDC变换器。该变换器具有多路输入、单路输出，其具有开关器件应力低、控制简单、输出电压增益高、输入端口数量不受开关管占空比限制等优点。

关键词：高增益；多端口；光伏发电

随着社会的不断进步，世界对于能源的需求日益增长，而传统的化石能源储量有限。因此，对于可再生能源的研究成为了相当重要的方向，其中，光伏发电作为一种分布广泛、无污染的新能源受到了人们的普遍关注。

常用光电池板的输出电压一般范围为30 V～60 V，而并网时直流母线的输入电压一般为400 V，因此，需要具备高增益能力的DCDC变换器将较低的光伏电池输出电压升至直流母线的输入电压。传统的Boost变换器理论上可以通过改变占空比实现较大的输出电压增益，但是由于寄生参数的影响，增益难以无限增大。

针对光伏组件数量多和需要高升压变换的特点，本文提出了一种多输入端口高增益变换器，其具备控制策略简单、开关器件电压应力低等优点。

1 工作原理

如图1所示为本文所提多输入端口高增益DCDC变换器原理图，以两路输入为例。

2 性能分析

将两路输入拓扑扩展为多路输入高增益DCDC变换器。设变换器一共有n个输入端口，以第i个输入端口为例。

2.1 电压增益

3 结论

本文提出了一种应多输入端口高增益DCDC变换器。通过理论分析，结果表明该变换器具有以下特点：（1）该变换器能够实现较高的输出电压增益。（2）该变换器开关器件电压应力低。综上所述，该变换器适用于拥有大量光伏组件的光伏发电系统。

参考文献：

[1]肖华锋.光伏发电高效利用的关键技术研究[D].南京航空航天大学，2010.

[2]胡雪峰.高增益非隔离型Boost变换器拓扑及其衍生方法研究[D].南京航空航天大学，2014.

[3]Hwu，K.I.and Y.T.Yau，High StepUp Converter Based on Coupling Inductor and Bootstrap Capacitors With Active Clamping.IEEE Transactions on Power Electronics，2014.29（6）：p.26552660.

[4]TsaiFu Wu and TeHung Yu，Unified approach to developing singlestage power converters，in IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems，vol.34，no.1，pp.211223，Jan.1998.