[發(fā)明專利]用于并網(wǎng)電源的寬電壓輸入范圍三管升降壓裝置

無效

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• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN103840660A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪峰;呂華平
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇綠揚(yáng)電子儀器集團(tuán)有限公司
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電能變換裝置中的直直變換器，尤其涉及一種適用于并網(wǎng)電源的寬電壓輸入范圍的升降壓電路。

背景技術(shù)

在以風(fēng)力發(fā)電為代表的新能源并網(wǎng)發(fā)電過程，需要將風(fēng)能等新能源直接轉(zhuǎn)換得到的粗電經(jīng)并網(wǎng)電源裝置轉(zhuǎn)換成波形、幅值、相位等同市電一致的穩(wěn)定交流電并入電網(wǎng)，但由于風(fēng)場等自然條件波動(dòng)范圍大，新能源直接轉(zhuǎn)換得到的粗電的電壓范圍十分寬廣，對并網(wǎng)電源裝置提出了高的要求。并網(wǎng)電源通常包括前級直直變換器和后級逆變器兩部分。前級采用boost升壓電路的傳統(tǒng)并網(wǎng)電源裝置適應(yīng)范圍較窄，在粗電電壓低于母線電壓設(shè)定值時(shí)可將粗電電壓升高到設(shè)定值再逆變輸出，但在粗電電壓高于設(shè)定值時(shí)，不能穩(wěn)定母線電壓，影響逆變輸出質(zhì)量，并使得逆變橋器件電壓應(yīng)力升高，降低整機(jī)性能，因而研究一種能適應(yīng)寬電壓輸入范圍的性能良好的直直變換器，是新能源并網(wǎng)發(fā)電的一個(gè)重要研究課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種用于并網(wǎng)電源的寬電壓輸入范圍三管升降壓裝置，其在輸入電壓低于或高于設(shè)定輸出電壓的寬輸入范圍內(nèi)，均能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：其包括第一功率開關(guān)管S₁、第一功率開關(guān)管S₂、第三功率開關(guān)管S₃、濾波電感L、功率二極管D和濾波電容C，將第一功率開關(guān)管S₁的陽極接外界輸入電源E的陽極，第一功率開關(guān)管S₁的陰極接第二功率開關(guān)管S₂的陽極，同時(shí)接濾波電感L的一端;濾波電感L的另一端接第三功率開關(guān)管S₃的陽極，同時(shí)接功率二極管D的陽極;功率二極管D的陰極和濾波電容C的陽極同時(shí)接輸出端o，外界輸入電源E的陰極、第二功率開關(guān)管S₂的陰極、第三功率開關(guān)管S₃的陰極、濾波電容C的陰極同時(shí)接地。

本發(fā)明采用的三管升降壓電路包含了buck降壓電路和boost升壓電路在內(nèi)，且輸出電壓極性和輸入電壓極性相同。當(dāng)輸入電壓低于設(shè)定輸出電壓時(shí)，使得第一功率開關(guān)S₁保持導(dǎo)通，第二功率開關(guān)S₂保持截止，整個(gè)電路即為一個(gè)boost升壓電路，通過采樣輸出電壓，對第三功率開關(guān)管S₃進(jìn)行占空比調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)壓、升壓變換；當(dāng)輸入電壓高于設(shè)定輸出電壓時(shí)，使得第三功率開關(guān)S₃保持截止，整個(gè)電路即為一個(gè)buck降壓電路，通過采樣輸出電壓，對第一功率開關(guān)管S₁進(jìn)行占空比調(diào)節(jié)，使得第二功率開關(guān)管S₂保持截止，或者使得第二功率開關(guān)管S₂的占空比和第一功率開關(guān)管S₁進(jìn)的占空比互補(bǔ)，可實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)壓、降壓變換。

升降壓裝置的輸出端o連接后級逆變器。

本發(fā)明是一種適用于并網(wǎng)電源的寬電壓輸入范圍的升降壓電路，具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）在輸入電壓低于或高于設(shè)定輸出電壓的寬輸入范圍內(nèi)，均能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出；（2）輸入輸出共地，輸出電壓極性同輸入電壓極性相同；（3）整個(gè)電路使用功率器件較少，結(jié)構(gòu)簡單，開銷小；（4）控制方案較為簡單，易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的適用于并網(wǎng)電源的寬電壓輸入范圍的升降壓電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2中的（a）～（e）是本發(fā)明的適用于并網(wǎng)電源的寬電壓輸入范圍的升降壓電路各開關(guān)模態(tài)示意圖；

圖3是本發(fā)明的適用于并網(wǎng)電源的寬電壓輸入范圍的升降壓電路采用的控制框圖。

圖中：E—外界輸入電壓；i_L—濾波電感L電流；u_L—濾波電感L兩端電壓；U_o—輸出電壓；V₁～V₃—功率開關(guān)管S₁～S₃的驅(qū)動(dòng)。

具體實(shí)施方式