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Boost and full-bridge integrated converter for wide input-voltage range application
International Transactions on Electrical Energy Systems ( IF 1.9 ) Pub Date : 2021-04-28 , DOI: 10.1002/2050-7038.12916 Zhilei Yao 1 , Tao Liu 1
International Transactions on Electrical Energy Systems ( IF 1.9 ) Pub Date : 2021-04-28 , DOI: 10.1002/2050-7038.12916 Zhilei Yao 1 , Tao Liu 1
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The output voltage of fuel and solar cells varies extensively and is often low. Thus, high step-up DC-DC converters in DC microgrid should be suitable for an extensive input-voltage range application. However, the voltage stress of rectifier diodes is high in an extensive voltage range in voltage-source converters. In addition, the input current of the converter should be continuous to obtain a high lifetime of fuel cell and to realize maximum power point tracking (MPPT) for the PV array. Output current of the converter should be continuous to use a film capacitor, which can improve the lifetime and reliability of the converter. Thus, a boost and full-bridge integrated converter is proposed. Switches in the boost converter are shared with the full-bridge converter to reduce the number of switches. Since transformer secondary to primary turns ratio is reduced compared to voltage-source converters, voltage stress of rectifier diodes is low. As there are input and output inductors in the proposed converter, input and output currents are continuous. Operating principle is elaborated. Design guidelines and example are illustrated. The loss calculation of the proposed converter is given. Finally, simulation and experimental results confirm the theoretical analysis. The proposed converter can be used in the wide input-voltage range application.
中文翻译：
用于宽输入电压范围应用的升压和全桥集成转换器
燃料电池和太阳能电池的输出电压变化很大并且通常很低。因此，直流微电网中的高升压 DC-DC 转换器应适用于广泛的输入电压范围应用。然而，整流二极管的电压应力在电压源转换器的广泛电压范围内很高。此外，转换器的输入电流应该是连续的，以获得燃料电池的高寿命并实现光伏阵列的最大功率点跟踪（MPPT）。转换器的输出电流应该是连续的，使用薄膜电容可以提高转换器的寿命和可靠性。因此，提出了升压和全桥集成转换器。升压转换器中的开关与全桥转换器共享以减少开关数量。由于变压器次级与初级匝数比与电压源转换器相比降低，整流二极管的电压应力较低。由于所提出的转换器中有输入和输出电感器，因此输入和输出电流是连续的。详细阐述了工作原理。说明了设计指南和示例。给出了所提出的转换器的损耗计算。最后，仿真和实验结果证实了理论分析。建议的转换器可用于宽输入电压范围应用。给出了所提出的转换器的损耗计算。最后，仿真和实验结果证实了理论分析。建议的转换器可用于宽输入电压范围应用。给出了所提出的转换器的损耗计算。最后，仿真和实验结果证实了理论分析。建议的转换器可用于宽输入电压范围应用。
更新日期：2021-07-02
中文翻译：
用于宽输入电压范围应用的升压和全桥集成转换器
燃料电池和太阳能电池的输出电压变化很大并且通常很低。因此，直流微电网中的高升压 DC-DC 转换器应适用于广泛的输入电压范围应用。然而，整流二极管的电压应力在电压源转换器的广泛电压范围内很高。此外，转换器的输入电流应该是连续的，以获得燃料电池的高寿命并实现光伏阵列的最大功率点跟踪（MPPT）。转换器的输出电流应该是连续的，使用薄膜电容可以提高转换器的寿命和可靠性。因此，提出了升压和全桥集成转换器。升压转换器中的开关与全桥转换器共享以减少开关数量。由于变压器次级与初级匝数比与电压源转换器相比降低，整流二极管的电压应力较低。由于所提出的转换器中有输入和输出电感器，因此输入和输出电流是连续的。详细阐述了工作原理。说明了设计指南和示例。给出了所提出的转换器的损耗计算。最后，仿真和实验结果证实了理论分析。建议的转换器可用于宽输入电压范围应用。给出了所提出的转换器的损耗计算。最后，仿真和实验结果证实了理论分析。建议的转换器可用于宽输入电压范围应用。给出了所提出的转换器的损耗计算。最后，仿真和实验结果证实了理论分析。建议的转换器可用于宽输入电压范围应用。
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