小型光伏发电系统中的高增益dcdc变换器综述

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1、万方数据2010年11月25日第27卷第6期CjL馋电濠技术TelecomPowerTechnologyNov．25，2010，VoL27No．6文章编号：100％3664(2010)06-0001-05小型光伏发电系统中的高增益DC—DC变换器综述§弼钎开麓羹颜伟鹏，田书欣，张永鑫，钟莉娟，杨喜军(I-海交通大学电气工程系，上海200240)摘要：光伏阵列电池输出电压等级较低，一般需要通过高增益、高效率DC-DC变换器升压后，才能满足现有用电设备的供电要求。到目前为止，已经出现了多种DC-DC变换器升压方案。文中按照非隔离变换器、隔离变换

2、器顺序，先后分析了11种Dc-DC升压变换器电路，并简要比较它们各自的优缺点和使用范围。关键词：光伏发电系统；DC．DC变换器；非隔离变换器；隔离变换器中图分类号：TM461．5文献标识码：AReviewsofHighVoltageGainDC-DCConverterforSmallScalePVGenerationSystemsYANWei—peng，TIANShu-xin，ZHANGYong-xin，ZHONGLi-juan，YANGXi-jun(Dept．ofElectricalEngineering，ShanghaiJiaotong

3、University，Shanghai200240，China)Abstract：ConsideringthelOWlevelofoutputvoltageforsolararraybatteries，inordertOmeettherequirementsoftheexistentelectricaldevices，DC-DCconvenerswithhighvoltagegainandhighefficiencyareneededtOboosttheinputvolta-ges．UptOnow，avarietyofboostDC-DCc

4、onvertershavecomeintobeing．Inthepaper，elevenboostDc-DCconvertersareanalyzed，andtheirmeritsanddrawbacks，andapplicationscopesarealsobrieflycompared，inthesequenceofnon-elec-tricalisolationconversionandelectricalisolationconversion．Keywords：PVgenerationsystem；DC_DCconverter；no

5、n-eleetricaIisolationconverter；electricalisolationconverters0引言在能源枯竭与环境污染日益严重的今天，太阳能作为清洁的可再生能源，日益受到国际社会的广泛关注，以太阳能发电为基础的供电系统和电气装置得到了深入的研究和开发。太阳能光伏发电已经成为当今利用太阳能最主要的方式之一。光伏阵列电池的输出电压等级较低，不能满足现有用电设备的供电要求，也不能满足并网的要求，因此光伏阵列电池的输出电压必须经过一次或两次DC-DC电路升压后才能使用。截止目前，已经出现了多种D(>DC变换器升压方案，具

6、有不同的性能和适用范围。本文列举了11种适用于小型光伏发电系统的高增益DC-DC升压电路，分析了它们的工作原理，比较了它们各自的优缺点。1非隔离型高增益DC-DC变换器一般而言，光伏电池阵列的输出电压较低，例如12V或24V等，根据电网电压规格，现有用电设备一般需要有效值为110V、220V交流方波电压或幅值大于220在V的交流正弦波电压，所以存在着高电压增益DC-DC变换问题。收稿日期：2010—06—23作者简介：颜伟鹏(1985一)，男，浙江丽水人，上海交通大学电气工程系在读硕士研究生，所学专业为电力电子与电力传动，研究方向为光伏发电

7、及其应用。1．1单级BoostDC-DC变换器Boost变换器结构如图1所示，图中，L1为电感，D1为二极管，C，为电解电容，R1为负载，Q，为开关管，U访为输入电压，U。为输出电压。益：(b)开关状态2图2Boost升压原理Boost变换器工作原理如图2所示。输出电压增Uo一Ⅱ矗／幻一Ⅱ丘／(T一‰)=砜／(1一D)(1)·1。万方数据2010年11月25Et第27卷第6期ciL缝电球技术TelecomPowerTechnologyNov．25，2010，V01．27No．6Boos变换器主要优点：电路简单、成本低。主要缺点：理想模式下，

8、Boost变换器的电压增益只由占空比决定，在高增益应用场合，占空比接近1，导致输入和输出电流纹波很大，进一步增加了开关损耗。同时，当升压比大于5时，输出电压易随负载的变化而波动；