一种新型双级Boost升压拓扑结构.pdf

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1、T6YR&D一种新型双级Boost升压拓扑结构王海超，周继军(杭州电子科技大学，浙江杭州310018)摘要传统的单级Boost升压电路拓扑结构升压幅度有限，不适用于升压幅度较大的场合。本文提出了一种新型双级Boost升压电路拓扑结构，它由两组单独的单级Boost升压电路组合而成，可以有效的解决该问题。仿真结果证明了这种新型拓扑结构的有效性。关键词双级Boost升压变换；拓扑结构；pspice仿真；逆变升压中图分类号：TM461文献标识码：A文童编号：167卜7597(2014)05—0054—03随着社

2、会的发展，逆变电源在人们的生活中扮演者越来越在电容器c与负载上，为电容器C充电，并向负载提供一个高重要的角色。在逆变电源中经常采用“升压一逆变”结构，升于直流电源的电压。当经过储能电感L的电流减小的一定程压一般是将蓄电池低电压升压至3l5V，再经逆变、滤波器滤波度时控制开关s转换到A状态，然后重复步骤1)和步骤2)。而得到工频电压。升压部分有很多种拓扑结构，例如推挽式、负载波形如图2中所示。Boost式等升压拓扑结构。Boost拓扑结构的硬件电路比较简单，升压电感的设计也较为容易，且转换效率也比较高，大

3、部分Boost电路转换效率都在0．92以上，因此在需要升压场合下应用较为广泛。但是单级Boost升压拓扑结构的升压比较小，如果升压幅度较大，就比较容易使开关管开通占空比较大，甚至接近于1。但是Boost电路一般是不允许开通占空比超过0．88的，因为开关管在开通占空比超过0．88后将失去升压作用，况且较大的开通占空比会导致开关管的温升和损耗过大，严重时会导致开关管损坏以至t于整个电路无法正常工作。实际上开关管的开通占空比一般不超过0．85。图2单级Boost开关状态及输出波形图目前很多升压幅度较大，但功率

4、不太大的场合下会优先采其中，为开关周期，为开关状态，设开关在A状态时用推挽式变换器来实现升压，但是在大功率场合下，Boost升为“l”(表示实际电路中开关管导通)，在B状态时为“0”(表压器仍然是首选的电路拓扑结构。本文提出的一种双级的Boost示实际电路中开关管关断)，Vo为输出电压波形，t。为开通时升压电路拓扑结构可以有效的解决单级Boost电路的升压幅度间且有有限问题，并且更适用于大功率场合。to=Dx(1)单级Boost电路的输出电压与输入电压的关系如下：1单级Boost升压电路传统单级Boos

5、t电路拓扑结构如图1所示，有3种工作模式：：(2)1一D连续导电状态、不连续导电状态以及临界状态。本文采用连续其中，为开通占空比，一般来说应满足0~9<0．88。导电状态。2双级Boost升压电路21双级Boost拓扑结构双级Boost升压电路就是将由单级Boost电路完成的任务换成由双级串联的单级Boost电路来完成的电路。其原理图拓扑结构如图3所示。⋯⋯一⋯一⋯一一⋯一主‘图1单级Boost拓扑结构图＼ll[在电路稳定工作时，其工作过程分为如下两个步骤。DC1)开关s处于A状态时，流经储能电感L的电

6、流线性增大。C1=lc2=I}=由于二极管D此时不导通，电容器C只能经由负载放电，向负载提供续流，维持负载上的输出电压不变。当电感电流增大第一级Boost升压1土r到一定程度时，开关s由状态A变为状态B。2)开关s处于B状态时，储能电感L内电流逐渐变小，同第二级Boost升压时储能电感L两端产生一个正向电动势，并使二极管D导通，图3双级Boost升压拓扑储能电感L产生的感应电动势与直流电源电压叠加，同时作用该拓扑结构由两组Boost结构串联构成。图中，直流电源TGYR&D1)在允许范围内尽可能使用较高的

7、电压启动。通过分析可[6】方宇，马旭东．一种新型耦合电感式X．'Z．Boost光伏微逆变器拓知整个电路拓扑在较高输入电压时进入状态较快。由于使用单扑分析[J】．电力系统自动化，2011，35(03)：32—37．片机或DSP等控制芯片对直流电源输出电压进行实时检测，并[7】金鑫．高性能逆变电源的研究[D】．成都：西南交通大学，相应的进行开关管开通占空比的调整，此过程相对于蓄电池输2O04．出电压变化的速率来说是相当迅速的。因此当电路进入稳定状【8】吴建进．基于DSP的一种纯正弦逆变电源的研究[D]．北京

8、：北态后，单片机或DSP等控制芯片就可以迅速的调整控制信号的京交通大学，2O11．输出，从而保证了输出电压的稳定。[9]宋淑苹．基于SPWM技术的独立逆变电源设计[D]．保定：河北2)而高压脉冲就要求使用本结构时应注意防止高压脉冲对大学，2011．整个电路的冲击及影响。[10】梁晨陇．一种基于新型斜坡补偿电路的BOOST~3g-动设计[D]．成都：电子科技大学，2009．参考文献[11]张立．现代电力电子技术基础[M]．北京：高等教育出版社