[實用新型]具交錯式柔性切換機制的高效率高升壓比直流轉換器有效

申請號：	201220331872.2	申請日：	2012-07-09
公開（公告）號：	CN202721610U	公開（公告）日：	2013-02-06
發明（設計）人：	潘晴財;鄭明杰;賴慶明;周彥良;方志行;詹文偉	申請（專利權）人：	亞力電機股份有限公司
主分類號：	H02M3/28	分類號：	H02M3/28
代理公司：	北京金信立方知識產權代理有限公司 11225	代理人：	黃威;郭迎俠
地址：	中國臺灣臺北市南***	國省代碼：	中國臺灣;71
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摘要：
搜索關鍵詞：	交錯柔性切換機制高效率升壓直流轉換器
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【說明書】：

技術領域

本實用新型是關于一種具交錯式柔性切換機制的高效率高升壓比直流轉換器。

背景技術

現代高科技文明可說是建立在大量消耗石化能源的基礎上，但是根據研究統計，全球石油燃料儲藏量還可使用不到四十年，石化燃料逐漸枯竭。使用石化能源改善生活的同時，也產生大量的溫室氣體，導致溫室效應與自然生態環境的破壞等，日漸高漲的石油價格也使得各國開始提倡節能減碳，并逐漸重視太陽能、風力與燃料電池等潔凈再生能源，使得能源科技漸漸往其它相關應用領域發展。

大型再生能源發電系統由于空間限制，在地狹人稠的海島建置不易，因此小型分布式電源發電系統相關技術也逐漸受到重視。小型再生能源系統可由太陽光伏模塊或燃料電池、升壓型直流/直流轉換器(Step-Up?DC/DC?Converter)、直/交流轉換器(DC/AC?Converter)等電能轉換電路所組成。一般的太陽能或燃料電池等為低電壓直流電源(20~45V)，但后級的直/交流轉換器卻需要較高的直流輸入電壓(350~400V)，以將其轉換為常用的交流電(110Vrms、220Vrms)供給負載或并入市電，因此需要一高升壓比直流/直流轉換器來達成前級升壓的目的。但此種轉換器為大電流輸入，容易造成較大的電流漣波與開關切換損失。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提出一種高升壓比直流/直流轉換器，基于交錯式切換與開關柔性切換的技術以提升轉換器效率，且具有寬廣的輸入、輸出電壓范圍與可模塊化的特色，相當適合應用于未來分布式再生能源系統。

本實用新型的具交錯式柔性切換機制的高效率高升壓比直流轉換器包括一倍壓升壓電路以及一主動箝位電路。倍壓升壓電路包括兩個隔離變壓器、兩個設置在該兩個隔離變壓器一次側的主開關、四個設置在該兩個隔離變壓器二次側的二極管、以及四個設置在該兩個隔離變壓器二次側的電容，用以將一直流電源的電壓值提高到需要的電壓值。主動箝位電路電性連接該倍壓升壓電路，包括兩個主動式箝位開關以及一箝位電容，用于降低該兩個主開關上的電壓突波，使該兩個主開關及該兩個主動式箝位開關在導通時能進行柔性切換。

作為優選，主開關彼此間為交錯式切換，主動式箝位開關彼此間亦為交錯式切換，而主開關與主動式箝位開關之間為互補式切換。

作為優選，主開關與主動式箝位開關切換時，均存在一盲時區間，以進行柔性切換。

與現有技術相比，本實用新型的具交錯式柔性切換機制的高效率高升壓比直流轉換器具有以下優點：

1.本實用新型的具交錯式柔性切換機制的高效率高升壓比直流轉換器具備低壓側與高壓側電氣隔離(isolated)的電路保護特性；

2.就提升轉換效率而言，輸入低壓側開關搭配主動箝位技術以達零電壓柔性切換降低損失，故本實用新型的具交錯式柔性切換機制的高效率高升壓比直流轉換器具備高轉換效率特性；

3.本實用新型的具交錯式柔性切換機制的高效率高升壓比直流轉換器采用主動箝位技術，因此轉換器開關的工作范圍不受限制；而所述電路先天具有極高升壓比，利于將太陽能電池模塊的低電壓提升高電壓，便于后級轉換器使用，如并聯市電，故本實用新型所揭示的直流轉換器非常適用于電壓變動幅度較大的中小功率太陽光伏模塊；

4.本實用新型的具交錯式柔性切換機制的高效率高升壓比直流轉換器具有模塊化的能力，且無須使用額外的電感，可降低成本利于量產。

附圖說明

圖1是依據本實用新型的具交錯式柔性切換機制的高效率高升壓比直流轉換器的第一實施例的電路圖。

圖2顯示本實用新型的具交錯式柔性切換機制的高效率高升壓比直流轉換器的主開關及主動式箝位開關切換操作所遵循的基本原則的示意圖。

圖3顯示本實用新型的具交錯式柔性切換機制的高效率高升壓比直流轉換器的主開關及主動式箝位開關于十二個工作模式中切換操作情形。

圖4是依據本實用新型的具交錯式柔性切換機制的高效率高升壓比直流轉換器的第一實施例于工作模式一的等效電路。