一种用于光伏直流模块的高升压比直流变换器.pdf

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1、第47卷第3期电力电子技术Vo1．47．No．32013年3月PowerElectronicsMarch2013一种用于光伏直流模块的高升压比直流变换器李娟，杨晨，谢少军(南京航空航天大学，江苏南京210016)摘要：针对光伏直流模块，研究了一种非隔离高升压比直流变换器，该变换器具有宽输入电压、高升压比、高效率等特点。详细分析了该变换器的拓扑结构及工作原理，进行了相关理论公式推导，分析了光伏直流模块的外特性要求并介绍了相应的控制方案。结合直流光伏发电模块的电气技术指标，设计了基于该非隔离高升压比直流变换器的160W光伏模块实验样机，通过实验验证了该电路的特点及理论分析和

2、样机设计的正确性。关键词：变换器：光伏直流模块；高升压比中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)03—0051-03AHighStep-upRatioDC，DCConverterforPVDCModuleLIJuan，YANGChen，XIEShao-jun(NanjingeofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Basedonphotovohaic(PV)directcurrent(DC)module，anon—isolatedhighstep-upratio

3、DC／DCconverterisdiscussed，whichachieveswideinputrange，highstep-upratio，hisheficiency．Adetailedanalysisoftheconvertertopologyofthecompositionandworkingprincipleisgiven，andtherelevanttheoryformulasarederived．TheexternalcharacteristicsofPVDCmodulearediscussedandthecontrolschemeisalsogiven．C

4、ombinedwiththeelectricaltechnicalindicatorsofPVDCmodule，aprototypeof160WPVmodulebasedonthenon—isolatedhishstep-upratioDC／DCconverterisdesigned．Experimentalresultsveerythecharacteristicsofthecircuitandthevalidityoftheoreti-calanalysisandprototypedesign．Keywords：conve~er；photovoltaicdirect

5、currentmodule；highstep-upratioFoundationProject：SuppofledbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．051077070)1引言量被Boost部分的有源箝位电路吸收，但这些电路的初级线圈电流要求不连续。会造成较高的输入光伏发电系统分为集中式、支路式、模块式。电流纹波。文献【3]介绍了一系列高升压比开关电集中式和支路式由于面向多块光伏板，易受阴影容变换器，采用带电容、二极管的电压倍增电路，影响。而模块式直接面向单块电池板，避开了光伏这些拓扑没有耦合磁性材料，大小和体积可减

6、小，电池板的串联使用，可有效解决部分阴影问题。但二极管串联在高电流回路中存在高导通损耗。在模块式光伏发电系统中，交流模块可完全此处选择了一种非隔离高升压比变换器[】进解决阴影问题。但成本相对较高；而在直流模块行研究，它由Boost、反激和充电泵3种电路组成，中，每个光伏电池板配接一个DC／DC变换器，众同时满足了宽输入、高电压比、体积小的要求。多的DC／DC变换器并联或串联形成直流母线．共用一个逆变器，可解决阴影问题，成本相对较低。2原理与设计故这里研究用于光伏发电系统的直流模块。2．1变换器电路拓扑与原理分析直流模块需采用合适的变换器及相应的控制图1示出基于直流总线的

7、光伏发电系统。每策略。在非隔离式高升压增益变换器中，研究了多块光伏电池板配接一个DC／DC变换器，能独立实种Boost和反激结合的变换器[1_。其中Boost部分现最大功率点跟踪(MPPT)，多个DC／DC变换器借助变压器线圈以实现高电压传输比．同时为减并联形成直流母线，通过公用逆变器实现并网。小主开关管的电压应力，反激变压器中的漏感能基金项目：国家自然科学基金(051077070)定稿日期：2013一O1—22作者简介：李娟(1989一)，女，山东潍坊人，硕士研究生，图1直流模块光伏发电系统研究方向为电力电子与电力传动。Fig．1DCm