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中国电力科学研究院的温家良教授等也提出了类似的谐振升压变换器拓扑[15-17]。但该类谐振升压变换器也存在如下一些不足:①开关器件都需要具有反向电压阻断能力(如晶闸管),而为了提高开关频率,若使用IGBT,则需要在IGBT中串联二极管,带来了额外的导通损耗并增加了成本;②在整个负载范围内开关频率变化很大,不利于输入/输出滤波器的设计;③谐振电感单向磁化[14]或非对称双向磁化[15-17],磁心利用率不高,导致谐振电感体积和重量都较大,损耗也相应增加。
针对上述谐振变换器的不足,同时结合新能源并网对升压直流变换器的需求,本文提出了一种新型谐振升压变换器,该变换器可实现很高的电压增益,并可实现开关管的零电压开通和近似零电压关断以及整流二极管的零电流关断,同时开关频率变化范围小,谐振电感对称双向磁化。
本文详细分析了所提出的谐振升压变换器的工作原理,并对谐振参数进行了优化设计,在实验室完成了一台100V/1kV、1kW的原理样机,验证了该变换器的工作原理,并给出了实验结果。
结论
针对高压大功率升压变换应用场合,本文提出了一种可实现高电压增益的谐振变换器,详细分析了该谐振变换器的工作原理以及工作特性,并进行了详细的参数设计,最后通过一台100V/1kV、1kW原理样机进行了实验验证。
该谐振变换器具有如下优点:①所有开关管在全负载范围内均实现了ZVS;②输出整流二极管实现了ZCS,且其电压应力为输出电压;③开关频率变化范围较小,易于优化设计磁性元件。
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