高增益 DC-DC 升压拓扑结构的综合分析与实验设计

全球对清洁环保能源源的需求已激发数十年来关于从可再生能源源进行功率发电的广泛研究。太阳能电池、风力和潮汐能源的输出功率有限，难以满足大多数工业应用快速上升的功率需求。此外，传统 DC-DC 升压变压器的效率显著低下，由于 parasitic 元件导致开关损耗。本研究提出了三种高增益升压变压器拓扑结构，用于优化太阳能光伏电池的有限电压输出。该三种变压器分别基于对经典 Cuk 变压器的修改实现。具体而言，第一个提议的变压器通过增加一个电容和一个电感实现。第二个提议的变压器通过增加 3 个电容、2 个二极管和一个电感实现。第三个提议的变压器由额外的 3 个二极管和 3 个电容组成。据此估计，第一个、第二个和第三个提议的高增益修改 Cuk 变压器拓扑在开关器件在 90% 占空比下分别产生输出电压为输入电压的 10 倍、20 倍和 29 倍。理论/数学分析验证了所有提议变压器的 Lt-spice 数值仿真结果。此外，还将实验原型结果与 Lt-spice 估计进行比较，以确定变压器的准确性。