[實用新型]一種改進型H橋升降壓直流變換器

有效

• 申請號: 201320621135.0
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN203522541U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 孟慶遠;姚華文;宋美恩
• 申請（專利權）人: 常州集能易新能源技術有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 金碎平

技術領域

本技術方案涉及一種改進型H橋升降壓直流變換器，屬于電力電子變換器技術領域。

背景技術

升降壓直流變換器在光伏發電系統、可再生能源供電系統、蓄電池充放電等電壓寬范圍變化的場合具有廣泛的應用前景。在光伏發電系統中，由于光伏電池的輸出電壓隨外界環境條件的變化存在較大范圍的波動，因此前級直流-直流變換器(光伏優化器)需要適應寬范圍變化輸入電壓的要求。

傳統的單開關管升降壓直流變換器，如Buck/Boost、Flyback、SEPIC和Cuk變換器等，雖然能夠實現升降壓變換的功能，但它們存在諸如器件應力高、體積重量大、輸入輸出反極性等問題，限制了它們在某些場合的應用。

附圖1所示H橋升降壓直流變換器只使用一個電感，拓撲結構簡潔、功率密度高，在光伏發電等新能源系統中獲得較為廣泛的應用。而在某些應用場合如光伏發電、蓄電池充電等，可能存在極端升降壓變換情況，如升壓范圍較大而降壓范圍較小或降壓范圍較大而升壓范圍較小。當升壓范圍較大而降壓范圍較小時，若采用附圖1所示的H橋升降壓變換器，則在最低電壓點升壓變換時需要極端占空比才能滿足較大的電壓增益輸出，影響變換器的效率。

發明內容

本技術方案針對現有技術的不足，提供一種改進型H橋升降壓直流變換器，具體如下：

一種改進型H橋升降壓直流變換器，由輸入源V_in、第一開關管S₁、第二開關管S₂、第一變壓器T₁、第三開關管S₃、第四開關管S₄、第一電容C₁、第一二極管D₁、第五開關管S₅、第二電容C₂和負載R_o構成；其中，

輸入源V_in的正極連于第一開關管S₁的漏極，第一開關管S₁的源極連于第二開關管S₂的漏極和第一變壓器T₁原邊繞組N_p的同名端，第一變壓器T₁原邊繞組N_p的非同名端連于第三開關管S₃的漏極和第四開關管S₄的源極，第四開關管S₄的漏極連于第一電容C₁的一端、第二電容C₂的一端和第一變壓器T₁副邊繞組N_s的同名端，第一變壓器T₁副邊繞組N_s的非同名端連于第一二極管D₁的陽極，第一二極管D₁的陰極連于第五開關管S₅的漏極，第五開關管S₅的源極連于第二電容C₂的另一端和負載R_o的一端，負載R_o的另一端連于第一電容C₁的另一端、第三開關管S₃的源極、第二開關管S₂的源極和輸入源V_in的負極。

上述改進型H橋升降壓直流變換器的控制方法，所述第一開關管S₁和第二開關管S₂互補導通，第三開關管S₃和第四開關管S₄互補導通；在本變換器處于降壓模式，第一開關管S₁和第二開關管S₂高頻開關工作，第三開關管S₃保持關斷而第四開關管S₄保持導通，同時第五開關管S₅保持關斷；在本變換器處于升壓模式，第三開關管S₃和第四開關管S₄高頻開關工作，第一開關管S₁保持導通而第二開關管S₂保持關斷，同時第五開關管S₅保持導通。

本技術方案中，所述開關管優選場效應管。

基于上述控制方法的改進型H橋升降壓直流變換器，不需要極端占空比，通過調整變壓器匝數比，可以實現較高的電壓增益。

本技術方案具有如下技術效果：

(1)輸入輸出可以實現寬范圍升降壓變換；

(2)在極端升降壓變換場合，可以不需要極端占空比就獲得較大的電壓增益，提高了變換器的效率；