基于再生能源系统的高效能电力转换器设计

　　（c）T2-T3

　　如图4（c）所示，闸级控制信号VGS2于T2加诸于半导体开关元件Q2。因此，半导体开关元件Q1和Q2同时被导通，变压器一次侧两绕组P1-P2因此被短路，导致一次侧输入电压跨在输入电感器Li，处于充电状态，电感电流因而呈线性上升。而在二次侧，因整流二极体D1-D4，无法获得导通的顺向偏压，均呈现关断状态。此时，一半的负载电流由输出电容器C0提供，另一半由箝位电容器C1经由C1（+）-S1-L1-R-S2-L2-C1（-）路径提供。由于箝位电容器能分摊此一时区间所需要的负载电流，输出电容器的电流涟波得以降低为负载电流的一半。因此，得以选用较小数值的输出电容器。另外，因为二次侧绕组极性相反，跨在此二绕组上的电压互相抵消，使得箝位电容器平均电压被箝制于输出电压值V0。

　　（d）T3-T0

　　如图4（d）所示，闸级控制信号VGS1于T3被移除。在此一时区间，一次侧输入电压及电感电压总和，跨在变压器一次侧P2绕组，经由变压器二次侧绕组S2，整流二极体D3-D4路径，将大部分的输入功率传送到负载。同时，部分的输入功率也分别对输出电容器C0及箝位电容器C1，经由S1-C1-D3-D4-L1-S1和S2-L2-D3-D4-C0-S2路径进行充电。此时，二极体D1-D2，分别因D3-D4的导通，而被箝制于输出电压值V0。

　　从前一节的探讨，在半个工作周期内，个别存在一储存能量及传送能量的时区间，Tcharge及Ttransfer各时区间的长短，可以依如下公式求得：

　　另外从变压器的伏秒平衡，此一电路的电压增益可以导出如下：

　　其中的工作周期，D，应大于50%，变压器的匝数比也可依下列公式求得：

　　3 实验结果显示

　　为验证本文所提出的一新型低输出电流涟波升压型电力转换器，将以16-24V低输入电压，200V输出电压及320W输出功率为规格，进行一雏形电路实验，验证此一电路架构的可行性及其电气性能。其规格、主要选用元件及参数条列于表1。

　　图5（a）及图5（b）所示为所提出的新型低输出电流涟波升压型电力转换器，分别在高输入电压、轻载工作状况及低输入电压、满载工作状况的主要电压及电流波形。各国中的第三、四组波形分别为VDS1及VDS2电压，都被箝制在2V0/N（53V）。虽然，二极体D2及D4的波形没有显示。但透过第五、六组的波形，可以读到或计算D1-D4分别箝制在V0。