基于再生能源系統(tǒng)的高效能電力轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)

　　（c）T2-T3

　　如圖4（c）所示，閘級(jí)控制信號(hào)VGS2于T2加諸于半導(dǎo)體開關(guān)元件Q2。因此，半導(dǎo)體開關(guān)元件Q1和Q2同時(shí)被導(dǎo)通，變壓器一次側(cè)兩繞組P1-P2因此被短路，導(dǎo)致一次側(cè)輸入電壓跨在輸入電感器Li，處于充電狀態(tài)，電感電流因而呈線性上升。而在二次側(cè)，因整流二極體D1-D4，無(wú)法獲得導(dǎo)通的順向偏壓，均呈現(xiàn)關(guān)斷狀態(tài)。此時(shí)，一半的負(fù)載電流由輸出電容器C0提供，另一半由箝位電容器C1經(jīng)由C1（+）-S1-L1-R-S2-L2-C1（-）路徑提供。由于箝位電容器能分?jǐn)偞艘粫r(shí)區(qū)間所需要的負(fù)載電流，輸出電容器的電流漣波得以降低為負(fù)載電流的一半。因此，得以選用較小數(shù)值的輸出電容器。另外，因?yàn)槎蝹?cè)繞組極性相反，跨在此二繞組上的電壓互相抵消，使得箝位電容器平均電壓被箝制于輸出電壓值V0。

　　（d）T3-T0

　　如圖4（d）所示，閘級(jí)控制信號(hào)VGS1于T3被移除。在此一時(shí)區(qū)間，一次側(cè)輸入電壓及電感電壓總和，跨在變壓器一次側(cè)P2繞組，經(jīng)由變壓器二次側(cè)繞組S2，整流二極體D3-D4路徑，將大部分的輸入功率傳送到負(fù)載。同時(shí)，部分的輸入功率也分別對(duì)輸出電容器C0及箝位電容器C1，經(jīng)由S1-C1-D3-D4-L1-S1和S2-L2-D3-D4-C0-S2路徑進(jìn)行充電。此時(shí)，二極體D1-D2，分別因D3-D4的導(dǎo)通，而被箝制于輸出電壓值V0。

　　從前一節(jié)的探討，在半個(gè)工作周期內(nèi)，個(gè)別存在一儲(chǔ)存能量及傳送能量的時(shí)區(qū)間，Tcharge及Ttransfer各時(shí)區(qū)間的長(zhǎng)短，可以依如下公式求得：

　　另外從變壓器的伏秒平衡，此一電路的電壓增益可以導(dǎo)出如下：

　　其中的工作周期，D，應(yīng)大于50%，變壓器的匝數(shù)比也可依下列公式求得：

　　3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示

　　為驗(yàn)證本文所提出的一新型低輸出電流漣波升壓型電力轉(zhuǎn)換器，將以16-24V低輸入電壓，200V輸出電壓及320W輸出功率為規(guī)格，進(jìn)行一雛形電路實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證此一電路架構(gòu)的可行性及其電氣性能。其規(guī)格、主要選用元件及參數(shù)條列于表1。

　　圖5（a）及圖5（b）所示為所提出的新型低輸出電流漣波升壓型電力轉(zhuǎn)換器，分別在高輸入電壓、輕載工作狀況及低輸入電壓、滿載工作狀況的主要電壓及電流波形。各國(guó)中的第三、四組波形分別為VDS1及VDS2電壓，都被箝制在2V0/N（53V）。雖然，二極體D2及D4的波形沒(méi)有顯示。但透過(guò)第五、六組的波形，可以讀到或計(jì)算D1-D4分別箝制在V0。