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为应对全球性能源危机及生态环境问题,清洁可再生能源的开发和使用成为当今社会的热点问题,利用太阳能、风能等可再生清洁能源缓解能源危机势在必行,而电力电子变换器在分布式微电网系统占据重要地位,如何降低变换器成本且使之满足高增益的需求成为当下研究重点。本文提出了一种基于双耦合电感的改进型高增益三电平变换器(An Improved High Gain Three-level Converter Based on Double Coupled Inductor——HGTLDC)。与文章内对比拓扑相比,HGTLDC变换器具有如下优势:(1)前级准Z源网络及双耦合电感结构能够提高升压能力,增加功率等级;(2)三电平结构和箝位二极管的引用,大大降低开关器件的电压等级;(3)储能电容电压应力极低,耦合电感原边绕组励磁电流减小。文章首先对HGTLDC变换器的衍生过程进行分析,分析了传统升压变换器和现有的几种高增益升压变换器的电路结构及运行机理。通过调整耦合电感升压模块的内部结构,利用储能电容替换开关电感中的二极管,并在耦合绕组副边并联箝位二极管,进而推演得到HGTLDC变换器。推导了理想状态下的电压增益公式,分别计算变换器内部元器件的电压电流应力,为HGTLDC的电路参数设计以及器件选型提供了理论参考依据。然后详细分析了CCM工作模式下HGTLDC的运行机制,并依据回路方程分析理想情况下的电路性能。通过使用状态空间平均法解析包含寄生参数的HGTLDC变换器性能,分析了寄生参数对电路造成的影响,并比较分析所提出的新式变换器的优势。在考虑耦合绕组的寄生电阻的情况下推导出HGTLDC对于不同输入及扰动的开环传递函数,并以此构建由负载端到输入端的闭环控制器,实现HGTLDC变换器闭环控制,改善系统的稳定性和快速性。文章最后利用Saber仿真软件对HGTLDC的具体工作状态进行仿真,通过与理论分析对比验证所述推论和猜想,搭建200W实验样机进行实验验证。实验结果证实理论推论、硬件设计及软件仿真的有效性和正确性。