【摘 要】
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近代以来人类文明依赖化石能源取得了高速发展,随之而来的是能源与气候问题。而这些问题的解决方案之关键便是新能源。为了更加高效的利用清洁能源,促进其发展,提高其生产价值,直流微电网技术以其更高效、更可靠以及与清洁能源的高适配性等优点得到了迅速发展。而作为清洁能源发电模块与直流微电网并网（DC microgrid）的关键,高增益DC-DC变换器因此成为了业内热点。直流微电网对作为并网模块的高增益DC-D
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近代以来人类文明依赖化石能源取得了高速发展,随之而来的是能源与气候问题。而这些问题的解决方案之关键便是新能源。为了更加高效的利用清洁能源,促进其发展,提高其生产价值,直流微电网技术以其更高效、更可靠以及与清洁能源的高适配性等优点得到了迅速发展。而作为清洁能源发电模块与直流微电网并网（DC microgrid）的关键,高增益DC-DC变换器因此成为了业内热点。直流微电网对作为并网模块的高增益DC-DC变换器提出了高要求:高电压增益、低输入纹波、高效率以及稳定的电压输出。以此为目的,论文有针对性的提出了一种基于Y源与倍压单元的超高增益非隔离DC-DC变换器（UG-YSVD DC-DC converter）。所提变换器以Boost电路为基本结构,结合独特的三耦合电感结构——Y源以及耦合电感倍压单元技术,最终实现了超高电压增益。其具体优势为:超高电压增益。结合Y源和耦合电感倍压单元升压技术使变换器的升压能力大幅提升;更灵活的电压增益调节范围。通过调节三绕组耦合电感结构的匝比可以避免变换器取得高增益时占空比过大。同时变换器优秀的升压能力可以在保证380 V输出电压时,适应更大的输入电压变化范围;输入电流连续。变换器保留了Boost结构中的输入电感,能够在实现升压的同时保证输入电流的连续;开关管无源箝位功能。无源箝位回路能够在开关管关断的瞬间吸收再利用耦合电感的漏感所储存的能量,减小开关管的电压尖峰。论文对UG-YSVD变换器工作在连续导通模式（CCM）下的不同模态进行了详细的分析,并通过理想化的导通与关断模型,对变换器的电压增益、器件的电压与电流应力作了详细的公式推导。在考虑寄生参数情况下,对变换器的实际电压增益和变换器效率进行公式推导与分析。将UG-YSVD变换器和近年来提出的一些高增益DC-DC变换器在稳态性能和拓扑结构方面进行了比较,对比结果表明所提变换器在保证效率的前提下,电压增益具有明显优势,输入输出共地且兼具输入电流连续结构优势。在稳态性能分析的基础上,论文对变换器的动态性能进行了分析,建立了变换器小信号模型,通过系统开环Bode图参数校正设计PID控制器,并通过MATLAB仿真软件实现了变换器闭环控制稳定输出。论文最后通过搭建200 W实验样机平台,对变换器稳态性能以及闭环控制能力进行验证。实验结果表明理论分析正确有效,UG-YSVD变换器不仅具有可观的稳态性能优势,还具有良好的动态性能,因此具有实际应用的可行性。
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