Ein neuartiger modifizierter Schaltinduktorspeicherwandler mit verringertem Schaltspannungsstress

Kürzlich wurden Schaltinduktoren (SI) und Schaltkondensator-Techniken in DC-DC-Wandlern empfohlen, um hohe Spannungen zu erreichen, indem das Prinzip des parallelen Aufladens und seriellen Entladens reaktiver Elemente genutzt wird. Es ist bemerkenswert, dass zur Konstruktion des klassischen SI-Speicherwandlers (SIBC) vier Dioden, ein Schalter mit hoher Spannungsfestigkeit und zwei Induktoren erforderlich sind. Darüber hinaus ist der Schaltspannungsstress im klassischen SIBC gleich der Ausgangsspannung. In diesem Artikel wird ein modifizierter SIBC (mSIBC) vorgeschlagen, der den Spannungsstress an aktiven Schaltern verringert. Die vorgeschlagene mSIBC-Konfiguration in diesem Artikel ist transformatorlos und wird einfach abgeleitet, indem eine Diode der klassischen SI-Struktur durch einen aktiven Schalter ersetzt wird. Dadurch benötigt mSIBC aktive Schalter mit niedrigerer Spannungsfestigkeit, da die gesamte Ausgangsspannung auf zwei aktive Schalter verteilt wird. Darüber hinaus ist der vorgeschlagene mSIBC kostengünstig, bietet höhere Effizienz und erfordert im Vergleich zum klassischen SIBC die gleiche Anzahl an Komponenten. Die Analyse des kontinuierlichen und diskontinuierlichen Durchleitungsmodus, der Einfluss von Nichtidealitäten auf die Spannungsverstärkung, die Entwurfsmethodik und der Vergleich werden ausführlich dargestellt. Die Funktionsweise und Leistung des entworfenen 500-W-mSIBC werden experimentell unter verschiedenen Störungen validiert.