[發(fā)明專(zhuān)利]隔離型Buck-Boost直流變換器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010215313.0
• 申請(qǐng)日: 2010-07-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101895199A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮新波;姚川;王學(xué)華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02M3/315
• 分類(lèi)號(hào): H02M3/315
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明所涉及是一種電能變換裝置，特別是一種直流變換器。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電能變換器裝置的要求越來(lái)越高，其中變換器裝置的高效一直都是電力電子技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)之一。目前很多應(yīng)用場(chǎng)合，比如通訊電源、帶功率因素校正技術(shù)的電源和光伏并網(wǎng)逆變器等，其輸入電壓范圍都比較寬，如何保證變換器在較寬的輸入電壓范圍內(nèi)的高效率就顯得至關(guān)重要。

Buck變換器的效率是隨輸入電壓的升高而降低，Boost變換器的效率隨輸入電壓的升高而升高，而雙管Buck-Boost變換器是由Buck變換器和Boost變換器級(jí)聯(lián)并簡(jiǎn)化而成，其結(jié)構(gòu)包括輸入源1G、Buck單元2G、儲(chǔ)能電感3G、Boost單元4G、濾波電容5G和負(fù)載6G，如圖1所示。其中的Buck單元是指Buck變換器除去輸入源、濾波電路和負(fù)載后的結(jié)構(gòu)單元，其由開(kāi)關(guān)管和二極管組成，同樣Boost單元是指Boost變換器除去輸入源、儲(chǔ)能電感、濾波電容和負(fù)載后的結(jié)構(gòu)單元，其由開(kāi)關(guān)管和二極管組成。雙管Buck-Boost變換器綜合了Buck變換器和Boost變換器兩者的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和控制可以使變換器在較寬的輸入電壓范圍都具有高效率，然而雙管Buck-Boost變換器只能適用于無(wú)電氣隔離要求的場(chǎng)合。

為了提高系統(tǒng)的安全性和可靠性，目前很多場(chǎng)合都要求電氣隔離，所以提出適用于寬輸入電壓范圍且滿足電氣隔離要求的高效變換器拓?fù)涫欠浅Ｓ斜匾摹?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)電氣隔離要求的場(chǎng)合，提出適用于寬輸入電壓范圍的隔離型Buck-Boost變換器。

本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案為：

一種隔離型Buck-Boost直流變換器，由Buck型隔離開(kāi)關(guān)單元代替雙管Buck-Boost直流變換器中的Buck單元，或者由Boost型隔離開(kāi)關(guān)單元代替雙管Buck-Boost直流變換器中的Boost單元形成，其中，所述Buck型隔離開(kāi)關(guān)單元指Buck型隔離直流變換器去掉輸入源、濾波電路和負(fù)載后的結(jié)構(gòu)單元，所述Boost型隔離開(kāi)關(guān)單元指Boost型隔離直流變換器去掉輸入源、儲(chǔ)能電感、濾波電路及負(fù)載后的結(jié)構(gòu)單元。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的Buck型隔離直流變換器為正激直流變換器、Buck型推挽直流變換器、Buck型半橋直流變換器或Buck型全橋直流變換器。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的Boost型隔離直流變換器為Boost型推挽直流變換器或Boost型全橋直流變換器。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的Boost型隔離直流變換器可以為Boost型半橋直流變換器，此時(shí)所述的Boost型隔離開(kāi)關(guān)單元為Boost型半橋隔離開(kāi)關(guān)單元，其指由Boost型隔離直流變換器去掉輸入源、濾波電容及負(fù)載后的結(jié)構(gòu)單元。該Boost型隔離開(kāi)關(guān)單元代替雙管Buck-Boost變換器中的儲(chǔ)能電感和Boost單元即可構(gòu)成所述的隔離型Buck-Boost直流變換器。

本發(fā)明的隔離型Buck-Boost變換器保留了雙管Buck-Boost變換器輸入輸出極性相同、輸入輸出電壓應(yīng)力低和無(wú)源元件少等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)該類(lèi)變換器比雙管Buck-Boost變換器多增加了變壓器變比這樣一個(gè)控制變量，更有利于變換器的優(yōu)化設(shè)計(jì)和控制，可以在較寬的輸入電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效率。

附圖說(shuō)明

圖1.雙管Buck-Boost變換器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2.Buck型全橋隔離開(kāi)關(guān)單元代替雙管Buck-Boost變換器中Buck單元形成的隔離型Buck-Boost變換器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3.本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的全橋-Boost變換器一種工作情況下的主要波形示意圖。

圖4.本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的全橋-Boost變換器另一種工作情況下的主要波形示意圖。

圖5～8.本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的全橋-Boost變換器一種工作情況下的各開(kāi)關(guān)模態(tài)等效電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9～12.本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的全橋-Boost變換器另一種工作情況下的各開(kāi)關(guān)模態(tài)等效電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13.Buck型正激隔離開(kāi)關(guān)單元代替雙管Buck-Boost變換器中Buck單元形成的隔離型Buck-Boost變換器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14.Buck型推挽隔離開(kāi)關(guān)單元代替雙管Buck-Boost變換器中Buck單元形成的隔離型Buck-Boost變換器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15.Buck型半橋隔離開(kāi)關(guān)單元代替雙管Buck-Boost變換器中Buck單元形成的隔離型Buck-Boost變換器的結(jié)構(gòu)示意圖。