[發明專利]一種多相諧振型橋式模塊化多電平開關電容變換器

有效

• 申請號: 201310687992.5
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103618462A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 何良宗;周偉;曾濤;張景瑞
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/14
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

技術領域

本發明涉及一種多相開關電容變換器，尤其涉及一種多相直流-直流開關電容變換器。?

背景技術

對傳統結構的開關電容變換器而言，運行過程中存在大的電壓尖峰和電磁干擾等問題，且隨著開關頻率的升高，開關損耗亦迅速增大。為了解決上述問題，在變換器中引入零電流開關（zero?current?switching-ZCS）技術，該技術充分利用電路中的雜散電感作為諧振電感。目前已提出的含飛躍電容的開關電容變換器（FCSCC）、多電平模塊化開關電容變換器（MMSCC）以及對稱性多電平模塊化開關電容變換器（SMMSCC）跟發明中提出的一種橋式模塊化多電平開關電容變換器（BMSCC）相比，在獲得同樣電壓轉化比下，使用的器件數目上或是輸出阻抗上都無優勢。這也是本發明的優勢所在。但對于單個ZCS橋式多電平模塊化開關電容變換器而言，輸入電流紋波大，常常需要較大容量值的電容去濾除電流紋波以適應光伏發電中的應用，而這又勢必影響整個變換器能量轉換的效率。?

發明內容

本發明的目的是提供一種輸入電流紋波低，輸出電壓紋波地，能量轉換效率高，功率密度大的開關電容變換器?

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種多相諧振型橋式模塊化多電?平開關電容變換器，包括至少兩個單元諧振開關電容電路，所述至少兩個單元諧振開關電容電路的輸入部分并聯連接，共用一個電源；輸出部分并聯輸出為負載供電。所述單元諧振開關電容電路為橋式模塊化多電平開關電容變換器拓撲。?

作為優選，所述橋式模塊化多電平開關電容變換器拓撲包括H橋，諧振電感，至少一個基本開關電容模塊。?

作為優選，所述H橋由四個MOSFET全控器件S₁、S₂、S₃、S₄組成，其中S₁、S₄同步，S₂、S₃同步；S₁、S₄的驅動信號與S₂、S₃的驅動信號之間相差180°。?

作為優選，所述基本開關電容模塊由四個開關管和四個電容構成，每增加一個基本開關電容模塊，輸出電壓電平較輸入電壓電平提高4倍。?

作為優選，所述各個單元諧振開關電容電路之間采用移相控制，對于含m個單元諧振開關電容電路的一種的多相諧振型橋式模塊化多電平開關電容變換器，其各相驅動信號之間的相位差為2π/m，其中m≥2。?

作為優選，對于單向升壓電路，所述基本開關電容模塊中的開關管為快恢復二極管。?

本發明提供的一種多相諧振型橋式模塊化多電平開關電容變換器通過將至少兩個單元諧振開關電容電路采用輸入并聯，輸出并聯的方式，降低了變換器的輸出電流紋波，輸出電壓紋波，提高變換電路轉換效率和功率密度，特別適用于光伏模塊、TEG模塊等低壓輸出場合。?

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。?

圖2為單元諧振開關電容電路。?

圖3為H橋電路圖。?

圖4為基本開關電容模塊圖。?

圖5為本發明的優選實施例的結構示意圖。?

圖6為本發明的優選實施例的關鍵波形圖。?

圖7為單相和三相情況下輸入電路紋波示意圖。?

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明做進一步的闡述。?