仪器仪表学报

作者：陈献君，周明珠，商运辉，毛行奎，张艺明

单位：陈献君,福州大学电气工程与自动化学院福州350108,240127088@fzu.edu.cn,周明珠,福州大学电气工程与自动化学院福州350108,,商运辉,福州大学电气工程与自动化学院福州350108,,毛行奎,1.福州大学电气工程与自动化学院福州350108； 2.福建省高能电池与新能源装备系统工程研究中心福州350108,,张艺明,1.福州大学电气工程与自动化学院福州350108； 2.福建省高能电池与新能源装备系统工程研究中心福州350108,zym@fzu.edu.cn,

关键词：双极性直流微电网;三绕组耦合电感;DCDC变换器;高电压增益;低输入电流纹波

基金：国家自然科学基金青年项目（52107183）、福建省杰青项目（2022J06011）资助

双极性直流微电网系统是一种高可靠性、高灵活性和高效率的电力供应创新架构。通过结合前沿成果和对双极性输出的三电平Boost变换器拓扑结构中加入耦合电感线圈并集成开关电容升压机制，该研究提出一种具有低输入电流纹波和开关器件应力小等优点的三绕组耦合电感的双极性输出高增益DC-DC变换器，可通过开关管的导通时间和耦合电感匝比对变换器的输出电压进行调节。该研究深入探讨该变换器的拓扑结构推演过程、工作原理及其工作模态，对变换器的电压增益和各元器件的电压和电流应力进行理论推导与数值计算，同时对其进行了效率分析和与其他高增益DC-DC变换器之间的电路性能比较。最终搭建了用于验证该变换器工作性能的工频为50kHz，输入功率为200W，输入电压为28V，输出电压分别为190V和-190V的实验样机，并且根据输入电流纹波比选取合适的输入电感。实验在满载(200W)的条件下，进行了输入电压24、28和32V升至输出电压380V的全面测试，并展示了它们的输入电流和输出电压波形图。当实验在半载和满载条件进行时，变换器的效率为95.65%和93.63%，这些实验结论表明该变换器所具备的特性为其在高频高效工作状态下运行创造了有利条件，在电力行业具有广泛的应用空间和重大的研究价值。

来源：2025年第5期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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