混合发电用多端口输入DC-DC变换器.pdf

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1、混合发电用多端口输入DC—DC变换器杨才俊。等混合发电用多端口输入DC—DC变换器Multi·-portInputDC·-DCConverterforHybridPowerGeneration扬力傻1馐庭龙1萤晓徐2(江南大学物联网工程学院1，江苏无锡214122；L㈣gCgg械技术学院2，江苏无锡214121)摘要：为了提高能量的转换效率，提出了一种用于新能源混合发电的高低压多端13输入DC．DC变换器。首先，分析了多端13输入DC．DC变换器合成法则；接着，以罗氏变换器复举变换器和Buck变换器为合成单元，设计了高低压双输入Dc．D

2、C变换器的拓扑结构；然后，分析了电路的各种工作状态；最后，运用Matlab对设计的变换器进行仿真分析。仿真结果表明，所设计的变换器的各个输入口既可以独立也可以同时给负载供电。关键词：多端口输入变换器Buck变换器混合发电脉冲电源Matlab中图分类号：TM461+．3文献标志码：AAbstract：Inordertoimprovetheconversione珏iciencyofenergy-thehigh／lowvoltagemulti—portinputDC-DCconverterusedfornewenergyhybridpower

3、generationisproposed．FirstlyIthesynthesisruleofthemulti—portinputDC-DCconverterisanalyzed，onthisbasis，withthevoltagere·liftingcircuitofLuoconverterandBuckconverterasthesynthesisunit，thetopologicalstructureofhigh／lowvoltagedualinputDC-DCconverterisdesignedJandvariousopera

4、tingconditionsareanalyzed．Finally，thedesignedconverterissimulatedandanalyzedinMatlab，theresultofsimulationindicatesthateachinputportofthisconvertercansupplypowersimultaneouslyorindividuallyfortheloads．Keywords：Multi—portinputconverterBuckconverterHybridpowergenerationPul

5、sepowersourceMatlab0引言光伏和风能这两种能源是当今利用较为广泛的新能源．利用各类的发电系统可将它们转换成具有不同特性的电能[1圳。为了提高能量的转换效率，往往将太阳能阵列电池相互并联起来，形成一个低压源∞“』，而为了降低电枢电流损耗．通常将风机设置成高电压输出，一般视作高压源"≈]。多端口输入变换器(multi—portinputconverter，MIC)可将不同电压等级电源有效地结合在一起。有些多端口输入DC—DC变换器将不同的PWM变换器串联起来[9—0

6、，这个方案需要各个端口都正常工作，系统才能运行起来。另一

7、个方案就是将不同的PWM变换器并联起来[11。”3，这样系统只能采用分时控制策略。根据文献[14]提出的MIC生成方法，将罗氏变换器和其他常用的PWM变换器结合起来，生成既可以单独工作，又可以同时工作的高低压输入DC．DC变换器。将罗氏变换器作为低压输入端，采用电压举升技术能够得到不同等级的输出电压。生成的MIC系列电路具有功率密度大、纹波小、输出电压高等优点[15。1引。1MIC合成规则脉冲电源是MIC的输入端。根据电源的性质，可将脉冲电源(pulsatingsourcecell，PSC)分为脉冲电压源单元(pulsatingvolt

8、agesourcecell，PVSC)和脉冲电流源单元(pulsatingcurrentsourcecell，PCSC)。PVSC的结构可看成是脉冲电压源和一个二极管并联合成。PVSC常见的几种单极性PWM变换器有Buck型变换器、Cuk型变换器、Zeta型变换器[1“。将若干个PVSC嵌入到一个PWM变换器，就可以合成相应的MIC。该MIC是另一种新的PWM变换器。在PWM变换器的电路结构中，能量缓冲区和输出端口是PVSC的嵌人点，合成MIC的规则可归纳成以下3点¨⋯。①当PVSC嵌入到另一个PWM变换器的能量缓冲区时，PVSC只能和

9、电流缓冲区串联，而且电流缓冲区的电流从PVSC的负极流进、正极流出。②当PVSC嵌入到另一个PWM变换器的输出端口时，PVSC只能和输出电流源串联，而且输出电流源的电流从PVSC的负极流进、正极流出。江苏省