用于新能源发电的新型升降压转换器及其控制策略

针对新能源发电装置输出电压变化大难以实现储能的问题，提出一种基于PI控制器结合前馈控制的新型单管耦合型升降压转换器，通过调节耦合电感的变比灵活调节电压转换比，同时降低了开关器件电压应力，采用无源钳位电路，起到回收漏感能量和抑制开关管电压尖峰的作用，与传统升降压转换器相比具有更宽电压转换比，输入电流连续和开关管电压应力小等优势；利用PI控制器结合前馈控制策略实现闭环控制，保证了转换器整个输入电压范围内良好的输入暂态响应。详细分析了转换器的工作原理并推导了转换器稳态特性，将所提转换器与其他单管升降压转换器的各项性能进行比较。推导了转换器的小信号模型，同时利用伯德图验证PI参数设计的正确性，分析了PI控制器结合前馈控制策略的设计过程。最后，搭建了一台额定功率100 W,20～60 V输入、48 V输出的实验样机，通过升压和降压模式下的实验来验证所提转换器的性能，同时验证了PI控制器结合前馈控制策略的可行性，其中升压模式最大效率为97.08%,降压模式最大效率为97.10%。