一種帶紋波抑制的交錯并聯Buck/Boost變換器輕載效率研究

劉悅新，王磊

（遼寧工程技術大學電氣與控制工程學院，葫蘆島125105）

一種帶紋波抑制的交錯并聯Buck/Boost變換器輕載效率研究

劉悅新，王磊

（遼寧工程技術大學電氣與控制工程學院，葫蘆島125105）

非隔離型交錯并聯雙向Buck/Boost變換器普遍存在輕載效率低的難題。以多相交錯并聯Buck/Boost變換器Boost模式為研究對象，分別對其工作在DCM和CCM模式下的功率損耗進行綜合性分析研究。根據變換器輕載運行時降低頻率可以提高效率的原則，提出最優化調頻原則，對其不同負載下開關頻率進行調整，以達到提高效率的目的。針對降低頻率會帶來紋波惡化的缺陷，將磁集成技術應用到交錯并聯雙向Buck/Boost變換器，有效改善通道電感電流紋波及輸出電壓紋波，并給出磁集成后濾波電容優化設計原則，以最大程度減小損耗，提高輕載效率。最后通過仿真和實驗驗證了理論分析的正確性，為交錯并聯雙向Buck/Boost變換器輕載效率優化提供了新的理論依據，推動了全負載高效率雙向Buck/Boost變換器的設計實現。

雙向Buck/Boost變換器；輕載效率優化；紋波抑制；DCM；磁集成

引言

交錯并聯雙向Buck/Boost變換器BDC（bi-directional DC/DC converter）可大幅減小系統體積、重量和成本，功率流向易于控制，且其將多個單通道Buck-Boost基本電路并聯交錯工作的設計可以有效改善輸出電流紋波，在增大輸出功率的同時，使每一通道電流應力變小，提高變換器效率和性能。因此被廣泛應用于混動大巴、電動汽車、UPS、航空電源和新能源微電網技術等領域［1］。然而現有關于多通道交錯并聯BDC的研究文獻大多停留在其滿功率狀態運行時各項性能指標，而針對其普遍存在的輕載運行時效率偏低的問題，卻較少涉及［2-10］，提高BDC的輕載效率同樣對節能意義重大?！?br>