[實用新型]基于耦合電感的兩相交錯并聯變換器

有效

• 申請號: 201420204293.0
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN203775028U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 胡雪峰;王琳;章家巖;張純
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本實用新型涉及電力電子領域的直流-直流變換器，具體地說，涉及一種基于耦合電感的兩相交錯并聯變換器。

背景技術

伴隨著直流-直流升壓變換器在光伏和燃料電池等并網發電系統等的領域中受到人們的越來越多的關注，其相關應用技術研究也有所提高。傳統兩相交錯并聯BOOST變換器的輸出電壓增益較小，功率開關的電壓應力較大，開關損耗較大。為此，相繼出現了使用軟開關電路方法，雖然可以實現功率開關管的軟開關，卻不能降低功率開關管的電壓應力；使用開關電容的方法，雖有瞬間電流沖擊，而實現很高的輸出電壓需要數量多的開關電容，且結構復雜。為了將光伏或燃料電池陣列的電壓提升到并網逆變器所需直流母線電壓，因此研究新型高性能且具有更高升壓變比的直流變換器來滿足后級并網逆變器的需要，有著重要的理論意義和應用價值。

關于并聯變換器的結構設計，現有技術中已有相關的技術方案公開，如：中國專利號：ZL201220067744.1，該實用新型名稱為：一種交錯并聯BOOST變換器，該變換器由兩相電路組成，一相電路由電源V正端、電感L1、電容C1、二極管D1、負載R和電源V負端依次串聯而成，其中電容C2和負載R并聯，開關管S1一端置于電感L1和電容C1之間，一端連接電源V負端；另一相電路由電源V正端、電感L2、二極管D2依次相連后接入電容C1和二極管D1之間，其中開關管S2一端置于電感L2和二極管D2之間，一端連接電源V負端。該申請案與傳統交錯并聯BOOST變換器相比電壓增益有所提高，但仍不夠高。

此外，對于中國專利號ZL200810120792.0，發明創造名稱為：一種具有開關電容的有源箝位交錯并聯DC/DC變換器，該申請方案采用的就是開關電容的方法。所以急需一種具有高升壓變比的直流變換器。

實用新型內容

1、實用新型要解決的技術問題

本實用新型的目的是提出一種基于耦合電感的兩相交錯并聯變換器及其控制方法，交錯的輸入與輸出結構可以減小輸入電流紋波，提高輸出電壓對輸入電壓的升壓變比，開關器件的電壓、電流應力也得到了有效的降低，從而提高了變換器的性能。該變換器既適用于常規升壓型直流變換器應用范圍，又適用于燃料電池、太陽能光伏發電和風力發電等新能源發電系統。

2、技術方案

為達到上述目的，本實用新型提供的技術方案為：

基于耦合電感的兩相交錯并聯變換器，包括直流輸入源，第一功率開關管，第二功率開關管，設有第一繞組和第二繞組的第一耦合電感，設有第三繞組和第四繞組的第二耦合電感，第一單向整流二極管，第二單向整流二極管，第三單向整流二極管，輸出二極管，箝位電容，第一中間儲能電容，第二中間儲能電容和輸出濾波電容；

第一耦合電感的第一繞組的同名端與第二耦合電感的第三繞組的同名端與直流輸入源的正極相連，第一耦合電感的第一繞組的另一端與第一功率開關管的漏極及箝位電容的負極相連，第二耦合電感的第三繞組的另一端與第二功率開關管的漏極及第一單向整流二極管的陽極相連，第一功率開關管的源極與第二功率開關管的源極及直流輸入源的負極相連，第一單向整流二極管的陽極與第二耦合電感的第四繞組的同名端及第一中間儲能電容的負極相連，第一單向整流二極管的陰極與箝位電容的正極及第二單向整流二極管的陽極相連，第二單向整流二極管的陰極與第一中間儲能電容的正極及第三單向整流二極管的陽極相連，第二耦合電感的第四繞組的另一端與第一耦合電感的第二繞組的另一端相連，第一耦合電感的第二繞組的同名端與第二中間儲能電容的負極相連，第二中間儲能電容的正極與第三單向整流二極管的陰極及輸出二極管的陽極相連，輸出二極管的陰極和輸出濾波電容的一端相連，輸出濾波電容另一端與直流輸入源的負極相連，輸出濾波電容兩端接負載，輸出濾波電容兩端的電壓即為輸出電壓。

本實用新型采用兩個功率開關管的控制信號交錯180°，且占空比大于0.5的控制方式控制變換器。

3、有益效果

采用本實用新型提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果：