侯世英,陳　復(fù)

(重慶大學(xué) 電氣工程學(xué)院, 重慶　400044)

?

新型多輸入升壓變換器的交錯(cuò)控制研究*

侯世英?,陳復(fù)

(重慶大學(xué) 電氣工程學(xué)院, 重慶400044)

摘要：在基于開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的多輸入升壓變換器中，由于其開關(guān)管必須同時(shí)導(dǎo)通、同時(shí)關(guān)斷，因此很難實(shí)現(xiàn)對(duì)各輸入源的獨(dú)立控制.基于此，對(duì)開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，并采用交錯(cuò)控制策略進(jìn)行研究.首先對(duì)基于交錯(cuò)控制的雙輸入升壓變換器的工作原理及性能進(jìn)行了分析，然后通過拓?fù)渫蒲莸玫搅薾路輸入的高升壓變換器.最后，進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該變換器不僅具有較大的電壓增益，而且允許所有開關(guān)管不同時(shí)導(dǎo)通、不同時(shí)關(guān)斷，并且占空比不完全一致，實(shí)現(xiàn)了各輸入源的獨(dú)立控制，在新能源利用方面具有一定的優(yōu)勢(shì).

關(guān)鍵詞：新能源；多輸入；開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)；高增益；交錯(cuò)控制

隨著傳統(tǒng)化石能源的日益枯竭，以及它所造成的環(huán)境污染和全球變暖等問題日益嚴(yán)重，新能源的開發(fā)和利用越來越受到人們的重視.目前，應(yīng)用較多的新能源發(fā)電方式主要有光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、燃料電池發(fā)電等，具有資源分布廣、開發(fā)潛力大、環(huán)境影響小、可永續(xù)利用的特點(diǎn).但在傳統(tǒng)的新能源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)中，每一個(gè)輸入源均需要一個(gè)DC/DC變換器與之對(duì)應(yīng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，且其自身存在隨機(jī)性、間歇性、地域性、輸出非線性等局限性[1]，極大地限制了新能源聯(lián)合發(fā)電技術(shù)的發(fā)展.基于上述原因，采用一個(gè)多輸入變換器(Multi-input Converter，MIC)代替多個(gè)單輸入變換器的思想逐漸形成，MIC不僅可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性，實(shí)現(xiàn)能源的優(yōu)先利用，降低系統(tǒng)成本，而且允許多種性質(zhì)、幅值和特征不同的能源輸入，因此，MIC的發(fā)展受到國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的極大關(guān)注[2-4].

近年來，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者提出了一些MIC拓?fù)?文獻(xiàn)[5-6]所提出的MIC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但在任意時(shí)刻只能有一個(gè)輸入源工作，輸入能源利用效率低.文獻(xiàn)[7]所提出的MIC既能實(shí)現(xiàn)多個(gè)輸入源分時(shí)供電，又能實(shí)現(xiàn)同時(shí)供電，但該變換器實(shí)質(zhì)上是將多個(gè)Boost單元并聯(lián)在輸出側(cè)，并未減少元件數(shù)量.雖然上述兩類MIC組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但電壓增益與傳統(tǒng)的單輸入Boost變換器一樣，應(yīng)用場(chǎng)合受到了限制.隨著MIC研究的深入，同時(shí)供電型MIC種類增多，相應(yīng)的控制策略也隨之出現(xiàn)，其中交錯(cuò)控制在同時(shí)供電型MIC中應(yīng)用廣泛[8-14].

文獻(xiàn)[15]結(jié)合開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，得到一種基于開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的新型單開關(guān)升壓變換器，并在此基礎(chǔ)上衍生出一種新型多輸入升壓變換器[16]，該變換器開關(guān)管和電容的電壓應(yīng)力小，降低了系統(tǒng)成本，電感電流紋波較小且連續(xù)，任何輸入電源供電時(shí)，所有開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)均參與工作，器件利用率及能量輸入效率高，所有開關(guān)管僅由同一信號(hào)驅(qū)動(dòng)，控制簡(jiǎn)單.但從另一方面而言，所有開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通、同時(shí)關(guān)斷卻帶來了一定的局限性，如不同性質(zhì)、不同幅值、不同特征的新能源同時(shí)作為輸入源輸入時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)各輸入源的獨(dú)立控制.本文針對(duì)文獻(xiàn)[16]所提多輸入升壓變換器的不足，對(duì)開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)組合方式進(jìn)行一定的改變，并采用交錯(cuò)控制的方法，使其不僅保留原拓?fù)涓咴鲆?、多路輸入、開關(guān)管和電容的電壓應(yīng)力小、電感電流紋波小等優(yōu)點(diǎn)，而且允許不同性質(zhì)、不同幅值、不同特征的新能源同時(shí)作為輸入源輸入，并易于實(shí)現(xiàn)各輸入源的獨(dú)立控制.

1雙輸入升壓變換器

1.1拓?fù)渥冃?/p>

開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淙鐖D1所示，由1個(gè)開關(guān)管S1，2個(gè)規(guī)格參數(shù)相同的交叉電容C1和C2，以及2個(gè)規(guī)格參數(shù)也相同的二極管D1和D2構(gòu)成.當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，二極管D1和D2截止，電容C1和C2串聯(lián)放電；當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí),二極管D1和D2導(dǎo)通，電容C1和C2交叉并聯(lián)充電.

圖1　開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)

為了進(jìn)一步提高開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的升壓能力并允許多個(gè)輸入源同時(shí)工作，文獻(xiàn)[15]將兩個(gè)開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組合，形成了一種具有多輸入高增益的升壓變換器，如圖2所示.

圖2　一種開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)組合方式

通過共用網(wǎng)絡(luò)1#中的D12與網(wǎng)絡(luò)2中的D21，雖然節(jié)省了器件，但D12和D21必須保證同一狀態(tài)屬性，即D12和D21必須同時(shí)導(dǎo)通、同時(shí)關(guān)斷，造成開關(guān)管S1和S2也必須同時(shí)導(dǎo)通、同時(shí)關(guān)斷，在一定程度上限制了該變換器的應(yīng)用.本文在上述開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，對(duì)開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的組合方式進(jìn)行調(diào)整，如圖3所示.組合方式調(diào)整后的開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)雖然未共用二極管D12(或D21)，但使得D12和D21不必保證同一狀態(tài)屬性，因此開關(guān)管S1和S2可以不同時(shí)導(dǎo)通、不同時(shí)關(guān)斷，與原拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比應(yīng)用范圍更廣.

圖3　另一種開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)組合方式

1.2基于交錯(cuò)控制的變換器工作原理

基于組合方式調(diào)整后的開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)，可以得到一種新型的雙輸入升壓變換器，如圖4所示.所有開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)中電容的規(guī)格參數(shù)均相等，因此各自網(wǎng)絡(luò)中的電容電壓應(yīng)有如下關(guān)系：UC11=UC12=UC1，UC21=UC22=UC2.

圖4　雙輸入高升壓變換器

由于開關(guān)管S1和S2可以不同時(shí)導(dǎo)通與關(guān)斷，因此本文對(duì)如圖4所示變換器采用交錯(cuò)控制策略，開關(guān)管S1和S2的驅(qū)動(dòng)相位依次錯(cuò)開360o/2即180o.因此，該變換器將會(huì)出現(xiàn)至多4種工作模態(tài)，各模態(tài)的開關(guān)管及二極管狀態(tài)見表1，各模態(tài)等效電路如圖5所示.

表1　各模態(tài)的開關(guān)管及二極管狀態(tài)

注：“1”表示導(dǎo)通，“0”表示關(guān)斷.

模態(tài)Ⅰ：等效電路如圖5(a)所示.S1和S2導(dǎo)通，D11, D12, D21和D22關(guān)斷，此時(shí)電感Lo，L1和L2兩端

(a) 模態(tài)Ⅰ的等效電路

(b) 模態(tài)Ⅱ的等效電路

(c) 模態(tài)Ⅲ的等效電路

(d) 模態(tài)Ⅳ的等效電路

電壓為：

(1)

電流iLo,iL1,iL2均線性上升，電容C11, C12, C21和C22均處于串聯(lián)放電狀態(tài)，電容電壓UC1和UC2下降.

模態(tài)Ⅱ：等效電路如圖5(b)所示.S1, D21, D22導(dǎo)通，S2, D11, D12關(guān)斷，此時(shí)電感Lo, L1, L2兩端電壓為：

(2)

電流iLo和iL2線性下降，電流iL1線性上升，電容C11和C12處于串聯(lián)放電狀態(tài)，電容電壓UC1下降，電容C21和C22處于交叉并聯(lián)充電狀態(tài)，電容電壓UC2上升.

模態(tài)Ⅲ：等效電路如圖5(c)所示.S2, D11和D12導(dǎo)通，S1, D21和D22關(guān)斷，此時(shí)電感Lo, L1, L2兩端電壓為：

(3)

電流iLo和iL1線性下降，電流iL2線性上升，電容C11和C12處于交叉并聯(lián)充電狀態(tài)，電容電壓UC1上升，電容C21和C22處于串聯(lián)放電狀態(tài)，電容電壓UC2下降.

模態(tài)Ⅳ：等效電路如圖5(d)所示.S1和S2關(guān)斷，D11，D12, D21和D22導(dǎo)通，此時(shí)電感Lo, L1和L2兩端電壓為：

(4)

電流iLo,iL1和iL2均線性下降，電容C11, C12, C21和C22均處于交叉并聯(lián)充電狀態(tài)，電容電壓UC1和UC2上升.

1.3輸入輸出電壓關(guān)系

由于開關(guān)管S1和S2的占空比D1和D2的大小不一定相等，以0.5為界將會(huì)出現(xiàn)4種不同的交錯(cuò)波：

交錯(cuò)波1：D1<0.5，D2<0.5；

交錯(cuò)波2：D1≥0.5，D2<0.5；

交錯(cuò)波3：D1<0.5，D2≥0.5；

交錯(cuò)波4：D1≥0.5，D2≥0.5.

對(duì)交錯(cuò)波1進(jìn)行分析，穩(wěn)態(tài)工作時(shí)的主要波形如圖6所示，其中Q1和Q2分別表示開關(guān)管S1和S2的驅(qū)動(dòng)波形，其占空比分別為D1和D2.

由圖6可知，當(dāng)開關(guān)管驅(qū)動(dòng)波形為交錯(cuò)波1時(shí)，在1個(gè)開關(guān)周期T，該變換器僅有3個(gè)工作模態(tài)，分別為模態(tài)Ⅱ，模態(tài)Ⅲ及模態(tài)Ⅳ.

由式(1)—(4)，再結(jié)合電感Lo,L1和L2的伏秒平衡可得：

(5)

圖6　D1<0.5，D2<0.5時(shí)，

化簡(jiǎn)式(5)，可得：

(6)

由上式可知，開關(guān)網(wǎng)絡(luò)中的電容電壓UC1和UC2分別等于對(duì)應(yīng)輸入電壓Uin1的1/(1-D1)倍和Uin2的1/(1-D2)倍；輸出電壓Uo與D1,D2,Uin1及Uin2相關(guān)，其中D1和D2可以不同；同時(shí)，輸入電壓Uin1和Uin2也可不同，因此可以滿足大小、特征、幅值不同的輸入源同時(shí)輸入，具有良好的性能.

對(duì)于另外3種情況的交錯(cuò)波，可以采用相同的方法對(duì)其工作原理及輸入輸出電壓關(guān)系進(jìn)行分析，得到的結(jié)果見表2.

表2　另外3種交錯(cuò)波時(shí)的電路工作原理及輸出電壓

2基于交錯(cuò)控制的n輸入升壓變換器

根據(jù)文獻(xiàn)[15]可知，開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行級(jí)聯(lián)組合，因此，將多個(gè)開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)按圖3所示方式進(jìn)行級(jí)聯(lián)得到一種新型的n路輸入升壓變換器，如圖7所示.

圖7　多路輸入高升壓變換器

針對(duì)該多輸入變換器，可依然采用交錯(cuò)控制的方式，各開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)相位依次錯(cuò)開360o/n.

根據(jù)式(2)可推導(dǎo)出下式：

(7)

可以看出，在具有n個(gè)輸入源和n個(gè)開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的情況下，該拓?fù)渫瑯涌梢詽M足大小、特征、幅值不同的輸入源同時(shí)輸入，且占空比可以不同；若某輸入源為光伏輸入時(shí)，通過調(diào)節(jié)其輸入電流的參考值可以很容易地實(shí)現(xiàn)其最大功率輸出，即實(shí)現(xiàn)MPPT，提高了能源利用效率，拓展了該拓?fù)涞膽?yīng)用場(chǎng)合，尤其是在新能源聯(lián)合并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用.

對(duì)兩種基于開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的多輸入DC/DC變換器的性能特點(diǎn)進(jìn)行比較，見表3.

表3　兩種基于開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的DC/DC

由表3可知：

1) 文獻(xiàn)[16]所提變換器僅能進(jìn)行分時(shí)供電，而本文中的多輸入變換器在同時(shí)供電下均能正常工作，充分利用了輸入源.

2) 兩種多輸入變換器輸出電壓的表達(dá)式略有不同，但均能使輸出電壓獲得較高的電壓等級(jí)，均具備高增益的特點(diǎn).

3) 文獻(xiàn)[16]所提的變換器僅能在開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通、同時(shí)關(guān)斷的條件下工作，雖然控制簡(jiǎn)單，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)各輸入源的獨(dú)立可控；而本文中的變換器除了能在開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通、同時(shí)關(guān)斷的情況下工作，還能工作在開關(guān)管交錯(cuò)導(dǎo)通的情況下，能很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)各輸入源的獨(dú)立控制.

3仿真與實(shí)驗(yàn)研究

3.1仿真研究

為了驗(yàn)證前述理論分析的正確性，本文根據(jù)圖4所示雙輸入升壓變換器，在Matlab中搭建了仿真模型，仿真模型參數(shù)見表4.

表4　仿真模型參數(shù)表

圖8　仿真波形

由圖8可以看出：

1) 圖8(a)，(b)和(c)所示電感電流存在一定的啟動(dòng)沖擊，這是由Boost電路本身的性質(zhì)決定的，且在仿真中，由于電路參數(shù)比較理想，忽略了部分器件自身的阻抗，因而啟動(dòng)沖擊電流較大.但是實(shí)際電路中，啟動(dòng)沖擊電流會(huì)比仿真時(shí)小一些.

2) 交錯(cuò)波占空比D1和D2分別為0.3和0.4，此時(shí)UC1和UC2及Uo的理論值分別為45.7 V，40.0 V和115.4 V，可以發(fā)現(xiàn)，圖8(d)，(e)和(f)所示仿真輸出電壓與理論計(jì)算值接近，說明了前述理論分析的正確性.

3.2實(shí)驗(yàn)研究

為了進(jìn)一步驗(yàn)證理論分析與仿真結(jié)果的正確性，在實(shí)驗(yàn)室搭建雙輸入升壓電路樣機(jī)，除開關(guān)頻率變?yōu)?0 kHz外，其余電路參數(shù)與仿真模型參數(shù)基本一致.兩個(gè)開關(guān)管交錯(cuò)180o導(dǎo)通，得到如圖9所示的實(shí)驗(yàn)波形.

圖9　實(shí)驗(yàn)波形

由圖9可以看出：

1) 開關(guān)管S1和S2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相互交錯(cuò)180°，而且高電平電壓值為12 V，達(dá)到了IRF640的驅(qū)動(dòng)電壓.

2) 從電感電流iL1和iL2的實(shí)驗(yàn)波形可以看出，電感電流iL1和iL2未出現(xiàn)斷續(xù)的情況，說明了多輸入變換器工作在CCM模式下，所示實(shí)驗(yàn)結(jié)果比仿真結(jié)果大，原因是實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的開關(guān)管工作頻率為20 kHz，僅為仿真分析時(shí)的1/5．若提高開關(guān)管工作頻率，iL1,iL2及iLo的電流紋波會(huì)得到大幅改善.

3) 圖9(e)，(f)和(g)所示UC1,UC2及Uo的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別為42 V, 35 V和109 V，與理論值較為接近，說明了理論分析與仿真結(jié)果的正確性.

圖10為實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的實(shí)測(cè)工作效率，從圖中可以看出，變換器在不同的負(fù)載條件下，其效率曲線是變化的，且其最大工作效率大約為92.7%.

輸出功率/W

4結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)多個(gè)開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的連接方式進(jìn)行了重新組合，在交錯(cuò)控制方式下，對(duì)其雙輸入情況下的工作原理、性能特性進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上對(duì)基于交錯(cuò)控制的多輸入情況進(jìn)行了推衍，最后進(jìn)行仿真及樣機(jī)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：

1) 對(duì)本文所示的多輸入DC/DC變換器采用交錯(cuò)控制是可行的，且所有開關(guān)管占空比不完全一致，使各輸入源能實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制，拓展了應(yīng)用場(chǎng)合.

2) 輸出電壓等于各輸入源電壓的(1+Dn)/(1-Dn)倍之和，同樣具備了高增益的性質(zhì).

3) 開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)的多輸入DC/DC在同時(shí)供電情況下正常工作，未造成輸入源閑置的情況，輸入源利用率高，且各輸入源之間互不影響，非常適合于新能源聯(lián)合利用的場(chǎng)合.

參考文獻(xiàn)

[1]劉吉臻. 大規(guī)模新能源電力安全高效利用基礎(chǔ)問題[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2013, 33(16): 1-8.

LIU Ji-zhen. Basic issues of utilization of large-scale renewable power with high security and efficiency[J]. Proceedings of the CSEE, 2013, 33(16): 1-8.(In Chinese)

[2]CHEN Yaow-ming, LIU Yuan-chuan, LIN Sheng-hsien. Double-input PWM DC/DC converter for high/low voltage sources[C]//Proceedings of the 25th International Telecommunications Energy Conference. New York: IEEE, 2003: 27-32.

[3]YALAMANCHILI K P, FERDOWSI M, CORZINE K. New double input DC-DC converter for automotive applications[C]//Proceedings of IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference. New York: IEEE, 2006: 1-6.

[4]GAVRIS M, CORNEA O, MUNTEAN N. Multiple input DC-DC topologies in renewable energy systems—a general review[C]//Proceedings of 2011 IEEE 3rd International Symposium on Exploitation of Renewable Energy Sources. New York: IEEE, 2011: 123-128.

[5]NOROOZIN R, ABEDI M, GHAREHPETIAN G B,etal. On-grid and off-grid operation of multi-input single-output DC/DC converter based fuel cell generation system[C]//Proceedings of 2010 18th Iranian Conference on Iranian Conference on Electrical Engineering. New York: IEEE, 2010: 753-758.

[6]MATSUO H, SHIGEMIZU T, KUROKAWA F,etal. Characteristics of the multi-input DC-DC converter[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2004, 51(3):625-631.

[7]KWASINSKI A, KREIN P T. Multiple-input DC-DC converters to enhance local availability in grids using distributed generation resources[C]//Proceedings of IEEE Applied Power Electronics Conference. New York: IEEE, 2007: 1657-1663.

[8]陸治國(guó), 劉捷豐, 鄭路遙, 等. 新型雙輸入Boost變換器[J]. 電力自動(dòng)化設(shè)備, 2010, 30(9): 42-45.

LU Zhi-guo, LIU Jie-feng, ZHENG Lu-yao,etal. Double-input boost converter[J]. Electric Power Automation Equipment, 2010, 30(9):42-45.(In Chinese)

[9]羅全明, 朱玢鑫, 周雒維, 等. 一種多路輸入高升壓Boost變換器[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2012, 32(3): 9-14.

LUO Quan-ming, ZHU Bin-xin, ZHOU Luo-wei,etal. High step-up boost converter with multiple-input[J]. Proceedings of the CSEE, 2012, 32(3): 9-14. (In Chinese)

[10]LU Wei, WU Xin-ke, LU Zheng-yu,etal. Wide input voltage isolated DC-DC converter with interleaving control[C]//Proceedings of 12th International Power Electronics and Motion Control Conference. New York: IEEE, 2006: 94-99.

[11]SHEN C L, TSAI C T, WU Y E,etal. A modified-forward multi-input power converter for solar energy and wind power generation[C]//Proceedings of International Conference on Power Electronics and Drive Systems. New York: IEEE, 2009: 631-636.

[12]SUN Xiao-feng, PEI Guang-ming, YAO Shuai,etal. A novel multi-port DC/DC converter with bi-directional storage unit[C]//Proceedings of 2012 7th International Power Electronics and Motion Control Conference. New York: IEEE, 2012:1771-1775.

[13]JIANG Y C, QAHOUQ J A A, ORABI M,etal. PV solar system with mutiple input power converter operating in discontinuous conduction mode and MPPT Control[C]//Proceedings of Telecommunications Energy Conferences “Smart Power and Efficiency”. New York: IEEE, 2013:1-5.

[14]李艷, 阮新波, 楊東升. 一種新的雙輸入直流變換器[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2008, 23(6):77-82.

LI Yan, RUAN Xin-bo, YANG Dong-sheng. A new double-input DC-DC converter[J]. Transaction of China Electrotechnical Society, 2008, 23(6):77-82.(In Chinese)

[15]侯世英, 陳劍飛, 孫韜, 等. 基于Switch-Capacitor網(wǎng)絡(luò)的單開關(guān)升壓變換器[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2013, 28(10): 206-216.

HOU Shi-ying, CHEN Jian-fei, SUN Tao,etal. A single-switch step-up converter based on switch-capacitor network[J]. Transaction of China Electrotechnical Society, 2013, 28(10):206-216. (In Chinese)

[16]唐榮波, 侯世英, 陳劍飛. 基于開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的雙輸入升壓變換器[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2014, 38(1):146-153.

TANG Rong-bo, HOU Shi-ying, CHEN Jian-fei. A double-input boost converter based on switch-capacitor network[J]. Power System Technology, 2014, 38(1):146-153. (In Chinese)

Research on the Interleaving Control of A Novel Step-up Multi-input Converter

HOU Shi-ying?, CHEN Fu

(School of Electrical Engineering, Chongqing Univ, Chongqing400044, China)

Abstract:As the switches must be turned on and off simultaneously in the proposed multi-input step-up converter based on switched-capacitor network, it is difficult to realize the independent control of each input source. Therefore, some changes were made for the structure of the switched-capacitor network, and research was done with an interleaving control. Firstly, the principle of operation and the performance of the double-input converter based on interleaving control were analyzed. And then the topology of the converter with n-input ports was presented by topology deduction. At last, simulation and experimental research was done. The results have shown that the proposed converter has a high voltage gain and allows all switches not to be turned on and off simultaneously with different duty-cycles, which realizes the independent control of each input source, and has more advantages in the field of new energy.

Key words:new energy sources; multi-input control; switched-capacitor network; high step-up; interleaving control

中圖分類號(hào)：TM46

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡(jiǎn)介：侯世英(1962-)，女，四川南充人，重慶大學(xué)教授?通訊聯(lián)系人，E-mail:houshiying@cqu.edu.cn

基金項(xiàng)目：國(guó)家“111”計(jì)劃資助項(xiàng)目(B08036)

*收稿日期：2015-03-02

文章編號(hào)：1674-2974(2016)02-0085-07