[發明專利]非隔離型三端口串并聯集成變流器

有效

• 申請號: 201410134366.8
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN104038049A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 孫孝峰;周悅;李昕
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02M3/06
• 分類號: H02M3/06;H02M3/08
• 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

本發明所涉及電力電子變換技術領域，尤其是一種三端口串并聯集成變流器。?

背景技術

隨著電力需求量逐漸增大，化石能源的大規模開采和利用已經使得世界能源形勢日趨緊張，同時化石燃料燃燒產生的大量廢氣造成了嚴重的環境污染。由于新能源具有清潔無污染、資源豐富的特點，因此利用新能源發電是解決能源開發與環境保護之間矛盾的一個重要途徑。目前應用較多的新能源發電形式有風力發電、光伏發電、燃料電池發電、地熱發電和潮汐發電等，但由于這些能源受環境影響和地域限制較大，其電力供應不穩定、不連續，所以通常將具有互補性的多種新能源結合起來，并配有儲能裝置組成新能源聯合供電系統。?

在傳統的新能源聯合供電系統中，每種能源形式通常需要一個DC/DC變換器，將各種能源變成直流輸出，并聯在公共的直流母線上，供給直流負載，但其結構較復雜，成本較高。另外從控制角度上來講，各變換器在獨立控制的同時也要保證與其它端口之間協調工作，因此在實際運行時必須建立各端口間的通信網絡，這會增加系統的復雜性。?

為了實現集中控制管理，基于多輸入變換器的新能源供電系統得到越來越多的關注和應用。多輸入變換器從拓撲上可以分為隔離型和非隔離型兩類。隔離型多輸入變換器多采用高頻隔離變壓器實現多個輸入源以及負載的電氣隔離，通過調整變壓器繞組匝數實現輸入源不同電壓等級的匹配。然而，在不要求電氣隔離的應用場合，非隔離多輸入變換器可以省略變壓器，不僅有助于減小系統體積，提高系統效率，也降低了磁元件使用引起的電磁干擾問題。但當?前對非隔離多輸入變換器的研究僅限于輸入源和負載間可相互傳遞能量，而輸入源之間不能直接傳遞能量。另外，一旦某個輸入源退出工作，要么會加大其他輸入源的負荷，要么就使負載上的電壓電流不能滿足安全運行要求，造成系統停機，嚴重時還會損壞設備。故此類拓撲的穩定性和靈活性不強，對新能源的利用率不是很高，應用范圍有較大局限性，因此尋求一種能實現輸入源之間直接傳遞能量并且具備靈活的補償和容錯方案的非隔離型拓撲具有重要意義。?

發明內容

本發明目的在于提供一種能實現輸入源之間直接傳遞能量并具備靈活的補償和容錯方案的非隔離型三端口串并聯集成變流器。?

為實現上述目的，采用了以下技術方案：本發明所述集成變流器包括第一輸入直流電壓源V_in1、第二輸入直流電壓源V_in2、第一輸入穩壓電容C₁、第二輸入穩壓電容C₂、第一開關單元、第二開關單元、第三開關單元、第四開關單元、輸出二極管D_O、電感L、輸出電容C以及負載R；?

所述第一開關單元包括二極管D₁和第一主開關S₁；第一輸入直流電壓源V_in1與電容C₁并聯，電容C₁的正極連接二極管D₁的陰極，二極管D₁的陽極連接第一主開關S₁的集電極，第一主開關S₁的發射極連接電容C₁的負極；?

所述的第二開關單元包括二極管D₂和第二主開關S₂；第二輸入直流電壓源V_in2與電容C₂并聯，電容C₂的正極與第二主開關S₂的集電極連接，電容C₂的負極與二極管D₂的陽極連接，二極管D₂的陰極與第二主開關S₂的發射極連接；第二主開關S₂的發射極與第一主開關S₁的集電極連接；?