[发明专利]一种开关电感浮地交错Boost变换器及其控制方法

说明书

本发明涉及一种开关电感浮地交错Boost变换器及其控制方法，开关电感浮地交错Boost变换器的拓扑结构包括光伏阵列输入电源、与光伏阵列输入电源分别连接的呈上下结构交错对称设置的标准型Boost电路模块、浮地型Boost电路模块，以及与标准型Boost电路模块、浮地型Boost电路模块的输出端分别连接的输出负载阻抗。与现有技术相比，本发明具有升压范围大、功率震荡更小、稳定性良好、提高光伏MPPT的跟踪速度等优点。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其是涉及一种开关电感浮地交错Boost变换器及其控制方法。

背景技术

在实际的光伏发电应用中，直流侧多采用MPPT控制算法结合Boost变换器对光伏电池阵列的输出功率进行调节，因此Boost变换器的性能也会一定程度上影响光伏MPPT的跟踪速度。现有的光伏发电直流升压变换器拓扑中，常用的有Boost斩波电路、Boost-Buck斩波电路、交错boost电路等，但这些升压变换器在占空比D极小时，变换器的升压比不可观，无法满足可再生新能源光伏发电系统高增益升压的需求。为了让升压变换器在小占空比下能实现高增益，研究高增益、低纹波、低损耗的升压变换器是光伏发电技术的重中之重。

传统的Boost变换器和Boost-Buck变换器因其拓扑结构简单和易于控制的优点实现了广泛应用，但其拓扑结构所能获得的电压增益受到元件的寄生性的限制，输出电压有限且输出纹波大。为了减小电压纹波和开关应力，已有技术在传统Boost变换器基础上出现了并联交错Boost变换器，其结构为并联的两组电感和开关管，虽然通过交错导通降低了开关应力和输出纹波，但其电压增益并没有提高，且因电压增压限制的变换器在长期的大占空比下工作，会影响到变换器的使用寿命，经济效益不佳。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种开关电感浮地交错Boost变换器及其控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种开关电感浮地交错Boost变换器，包括光伏阵列输入电源、与光伏阵列输入电源分别连接的呈上下结构交错对称设置的标准型Boost电路模块、浮地型Boost电路模块，以及与标准型Boost电路模块、浮地型Boost电路模块的输出端分别连接的输出负载阻抗。

标准型Boost电路模块、浮地型Boost电路模块各自分别包括一个支路开关电感单元、一个开关管、一个整流二极管和一个输出滤波电容，负载阻抗分别连接在标准型Boost电路模块的输出滤波电容的阳极与浮地型Boost电路模块的输出滤波电容的阴极之间，所述支路开关电感单元包括两个开关电感和三个整流二极管。

所述标准型Boost电路模块包括第一支路开关电感单元、第一开关管S₁、第七整流二极管VD₇和第一输出滤波电容C₁，第一支路开关电感单元的输入端连接光伏阵列输出的正极，第一支路开关电感单元的输出端与第一开关管S₁、第七整流二极管VD₇分别连接，第一输出滤波电容C₁与第一开关管S₁、第七整流二极管VD₇分别连接，第一开关管S₁与第一输出滤波电容C₁连接光伏阵列输出的负极，所述第一支路开关电感单元包括第一整流二极管VD₁、第二整流二极管VD₂、第三整流二极管VD₃、第一开关电感L₁和第二开关电感L₂。