[發明專利]三輸入隔離DC/DC變換器

無效

• 申請號: 201410122855.1
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN104092382A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 孫孝峰;熊亮亮;李昕
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/5387;H02M7/217;H02J7/35
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 李合印

技術領域

本發明涉及電力電子接口技術，尤其涉及可用于直流分布式發電系統中的一種三輸入隔離DC/DC變換器，它可將各種可再生能源形式以及傳統能源通過一個接口變流器集成在一起，從而使得對直流分布式發電系統的控制轉為對變流器的控制，大大簡化了直流微電網的控制。

背景技術

分布式發電系統將不同的能源形式轉化為電能加以利用，是分布式能源的有效利用途徑，它一般指發電功率在數千瓦至50MW的小型化、分散式、安裝在用戶附近的小型分布式發電機(distributed?generator,DG)組成的為用戶供電的電力系統。又由于分布式發電系統中大部分形式的電源為直流電，而且交流分布式發電系統存在著各分布式電源的相位幅值的同步，變壓器的電流沖擊，電流的諧波以及三相變流器的不平衡等問題，所以又引入了直流分布式發電系統。

目前，關于直流分布式發電系統中的電源并聯的控制方法，國外文獻記載的常用方法有兩種：主從控制和傾斜控制。這兩種控制方式也是基于傳統分布式系統的控制方式，分立地對網內的不同電源進行控制，這樣的控制方式不僅增加了系統的總體積和安裝成本，還增加了分布式發電系統控制的復雜性，降低了可再生能源的利用率。

發明內容

為了克服現有技術中存在的上述問題，本發明提出一種應用于直流分布式發電系統的集成多輸入DC/DC拓撲結構。

本發明提出的三輸入隔離DC/DC變流器拓撲結構，是基于傳統的全橋DC/DC變換器衍生出來的，在傳統全橋DC/DC變流器的前級逆變部分的全橋拓撲上，如圖1所示，在前后橋臂上各并聯一個功率開關管，形成兩個端口接兩個可再生電源，或者一個可再生電源和一個傳統的非可再生電源；再通過兩個電感將第三個儲能輸入端口接到全橋拓撲上，形成同步Boost電路；為了防止能量倒流，在可再生電源端口的支路上加一個二極管；因為傳統全橋DC/DC變換器的整流部分是由VD₁、VD₂、VD₃、VD₄組成的全橋不控整流電路，如圖1所示。當負載為電壓源型負載時，能量無法回饋給輸入側的儲能單元，所以將全橋DC/DC變換器的整流部分替換為能量可雙向流動的對稱半橋結構。多輸入DC/DC變流器拓撲結構具有四個端口：三個輸入端口，一個輸出端口，三個輸入端口中有兩個可再生電源端口，一個具有雙向導通的儲能單元端口，輸入輸出端口之間用變壓器將其隔離。

為了解決上述存在的技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種三輸入隔離DC/DC變換器，包括前級逆變電路、變壓器和后級整流電路；

所述的前級逆變電路包括：

由第一功率開關管S₁₁、第二功率開關管S₁₃、第三功率開關管S₂和第四功率開關管S₄組成的電壓源型全橋逆變電路，第一功率開關管S₁₁的漏極和第二功率開關管S₁₃的漏極連接第一直流輸入電源的正極，第一功率開關管S₁₁的源極連接第三功率開關管S₂的漏極，第二功率開關管S₁₃的源極連接第四功率開關管S₄的漏極，第三功率開關管S₂和第四功率開關管S₄的源極連接第一直流輸入電源的負極；

所述的前級逆變電路還包括：

由第五功率開關管S₂₁和第六功率開關管S₂₃組成的第二直流輸入電源，第五功率開關管S₂₁和第六功率開關管S₂₃的漏極通過第一二極管Dw連接第二直流輸入電源的正極，第五功率開關管S₂₁的源級連接在第一功率開關管S₁₁源級，第六功率開關管S₂₃的源級連接在第二功率開關管S₁₃的源級，使第二直流輸入電源接入全橋逆變電路；

第三儲能輸入端口連接的第一電感L₁和第二電感L₂分別并聯在第一功率開關管S₁₁的源級和第二功率開關管S₁₃的源極，使第三儲能輸入端口接入全橋逆變電路；

所述的后級整流電路包括：