[發(fā)明專利]一種并聯式多輸入耦合電感升降壓變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210063240.7
• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN103312153A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 張君君;吳紅飛;邢巖
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02M3/04
• 分類號: H02M3/04;H02M3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種并聯式多輸入耦合電感升降壓變換器，屬于電力電子變換器技術領域，特別涉及新能源發(fā)電技術領域中的功率變換器技術領域。

背景技術

隨著能源危機和環(huán)境污染問題日益嚴重，太陽能、風能、燃料電池等新能源和可再生能源的開發(fā)和利用得到越來越廣泛的關注，分布式發(fā)電系統已成為世界各國關注和研究的熱點。而新能源發(fā)電設備固有的缺陷帶來了一些新的難題和挑戰(zhàn)，如：燃料電池的響應速度比較緩慢，輸出功率不能及時跟蹤負載的變化；風能、太陽能發(fā)電由于受到風速、風向、日照強度、環(huán)境溫度等自然條件變化的影響而不能持續(xù)、穩(wěn)定的輸出電能，導致系統穩(wěn)定性問題的增加。因此，為了確保連續(xù)可靠地給負載供電，常常需要多種新能源彼此結合，優(yōu)勢互補構成聯合分布式供電系統。

由于分布式供電系統中含有多個輸入源，每種輸入源的電壓并不穩(wěn)定，因此需要直直變換將輸入源相對不穩(wěn)定的輸出電壓轉換成為穩(wěn)定的電壓供負載使用。直直變換器按輸入源數可分為兩類：單輸入直直變換器和多輸入直直變換器。在一些中小功率場合且新能源發(fā)電裝置靠近的場合，如果使用多個單輸入直直變換器，會使結構變得復雜且成本較高。在這種場合，可以使用一個多輸入直直變換器代替多個單輸入直直變換器。此外，熱能溫差電池、光伏電池、燃料電池等新能源發(fā)電設備的輸出電壓隨環(huán)境條件的變化而在很寬范圍內變換，而蓄電池、超級電容等儲能設備隨著充放電狀態(tài)的不同，其端電壓也在很寬的范圍內變換，因此需要一種能夠適應輸入電壓寬范圍變化的升降壓直直變換器。

在升降壓變換器中，由Buck變換器和Boost變換器級聯構成的升降壓變換器由于諸多優(yōu)點獲得了較多的研究和應用。文獻“任小永，唐釗，阮新波，等.一種新穎的四開關Buck-Boost變換器[J].中國電機工程學報，2008，28(21)：15-19.”所研究的由Buck變換器和Boost變換器級聯構成的升降壓變換器只包含一個電感，拓撲結構簡單，但輸入和輸出端電流斷續(xù)，不適合熱能溫差發(fā)電、燃料電池等對紋波敏感的應用場合；文獻“Rae-Young?Kim?and?Jih-Sheng?Lai.A?seamless?mode?transfer?maximum?power?point?tracking?controller?for?thermoelectric?generator?applications[J].IEEE?Transactions?on?power?electronics，2008，24(5)：2310-2318.”所研究的升降壓變換器輸入輸出電流連續(xù)，但包含兩個獨立的電感，變換器體積重量大。同時，上述升降壓變換器只能實現單個輸入源到負載的功率變換，不能同時實現多個輸入源和負載之間的功率變換。另一方面，在單輸入升降壓變換器中升壓電路中開關管電流應力大，尤其不適合低壓大電流應用場合。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：

本發(fā)明針對現有技術的不足，提供一種并聯式多輸入耦合電感升降壓變換器。

技術方案：

本發(fā)明為實現上述發(fā)明目的采用如下技術方案：

該變換器由N個升壓電路、1個降壓電路(20)和負載(R_o)組成，N為大于1的自然數，其中：

所述N個升壓電路中的每個升壓電路均是由輸入源、濾波電感、開關管、二極管組成，輸入源的正極連接濾波電感的①端，濾波電感的②端分別連接開關管的漏極和二極管的陽極，開關管的源極與輸入源的負極相連，所述二極管的陰極構成升壓電路的正輸出端，所述輸入源的負極構成升壓電路的負輸出端；

所述N個升壓電路的輸出端彼此并聯連接，N個升壓電路共用一個濾波電容(C_m)，濾波電容(C_m)的兩端分別與N個升壓電路的正、負輸出端相連。