[发明专利]高升压比悬浮交错三电平DC/DC变换器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高升压比悬浮交错三电平DC/DC变换器及其控制方法，用于将低压直流电转换为较高压直流电，一般应用于高升压比高效率场合，属于电力电子技术领域。

技术背景

近年来，太阳能光伏发电技术得到了前所未有的发展，太阳能光伏并网发电成为太阳能利用的主要方式之一。研究光伏并网发电技术对缓解能源危机、保护生态环境和保证经济的可持续发展具有深远而重大的理论和现实意义。一般而言光伏阵列电池的输出电压较低，必须经过DC/DC变换器升压才能满足后级并网所需电压等级的要求。如果采用Boost电路进行升压，当输入电压较低时，为了达到更高的输出电压，其开关导通占空比就会较大，这样一方面会降低变换器的效率，同时开关频率也不能进一步提高。为了实现高电压增益，提高整个系统效率，变换器必须具有高增益、高效率的特点。因此光伏阵列需要通过一种高升压比三电平DC/DC变换器将较低的光伏阵列输出电压提升到后级逆变器需要的直流母线电压等级。另外，为了延长光伏电池的使用寿命，前级DC/DC变换器的输入电流纹波要尽量小，因此研究出一种新型高性能且具有更大升压变比和较小电流纹波的DC/DC变换器，有着重大的理论意义和现实价值。

例如，文献[1]S.Choi V.G.Agelidis J.Yang1D.Coutellier P.Marabeas4.Analysis,design and experimental results of a floating-output interleaved-input boost-derived DC–DC high-gain transformer-less converter.IEEE Power Electron,2011,Vol.4,pp.168-180.该文所述的悬浮交错升压变换器结构，是一种高性能升压变换器，但是存在开关管承受电压应力和二极管承受电压应力高的问题(电压应力等于输出电压)。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提出一种高性能的高升压比悬浮交错三电平DC/DC变换器及其控制方法，这种变换器既能提高升压变比，又能有效的降低变换器开关管的电压应力，减小电流纹波，增大变换器应用的功率等级，提高变换器的效率。这种高升压比和高效率变换器适用常规DC/DC变换器应用场合，也适用太阳能光伏等新能源发电系统。

为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：