[發(fā)明專利]一種高增益隔離型有源箝位軟開關(guān)DC?DC變換器

在審

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• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN106849681A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾濤;吳珍;何良宗;張景瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/14
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司35204
• 代理人: 張松亭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電氣技術(shù)領(lǐng)域的變換器，特別涉及一種高增益隔離型有源箝位軟開關(guān)DC-DC變換器，可應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)等低電壓、大電流系統(tǒng)中直流到直流的變換場合。

背景技術(shù)

在光伏發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)等低電壓、大電流供電系統(tǒng)中，DC-DC變換器是傳遞電壓電流、實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和功率控制的關(guān)鍵組件。考慮到光伏發(fā)電系統(tǒng)的低電壓、大電流的特性及其并網(wǎng)功能的實(shí)現(xiàn)問題，對變換器設(shè)計(jì)有如下要求：高增益、輸入電流紋波小、輸出電壓紋波小、低成本、高效率。

常規(guī)的升壓DC-DC變換電路有雙正激電路、推挽電路、半橋電路、全橋電路等，目前在光伏發(fā)電系統(tǒng)中主要應(yīng)用的拓?fù)涫且葡嗫刂迫珮螂娐贰；镜娜珮螂娐酚袃蓪﹂_關(guān)橋臂，每個(gè)橋臂的兩個(gè)功率開關(guān)成180°互補(bǔ)導(dǎo)通，兩個(gè)橋臂的導(dǎo)通相角相差一個(gè)相位(即移相角)，該電路的不足在于滯后橋臂軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)困難，電路增益小，輸入電流波動大，一般DC-DC變換器都會在全橋變換器的基礎(chǔ)上加以補(bǔ)充和改進(jìn)。中國發(fā)明專利ZL201310302150.3中涉及一種高增益隔離型DC-DC變換器，該變換器的優(yōu)點(diǎn)是電壓增益大、輸入電流輸出電壓紋波小，不足在于沒有實(shí)現(xiàn)主功率開關(guān)管軟開關(guān)，電路損耗大，效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種高增益隔離型有源箝位軟開關(guān)DC-DC變換器，通過引入并聯(lián)電感，實(shí)現(xiàn)功率器件軟開關(guān)，減低開關(guān)損耗，增大電路增益，從而獲得更高的變流效率，并針對并網(wǎng)功能的實(shí)現(xiàn)問題，能夠滿足變換器輸入電流紋波小、輸出電壓紋波小的要求。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

提出一種用于低電壓、大電流的高增益軟開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，借助半導(dǎo)體功率開關(guān)及其控制邏輯，適當(dāng)連接儲能元件，實(shí)現(xiàn)直流到直流高效率高增益的電能轉(zhuǎn)換。

本發(fā)明所述的高增益隔離型有源箝位軟開關(guān)DC-DC變換器是采用電路實(shí)現(xiàn)的，該電路包括電流倍增回路、變壓器和開關(guān)電容回路；所述電流倍增回路包括電壓源V_in，兩輸入電感L₁、L₂，箝位電容C_c，兩主功率開關(guān)管S₂、S₄，兩輔助功率開關(guān)管S₁、S₃，及并聯(lián)電感L；所述開關(guān)電容回路包括四整流二極管D₁、D₂、D₃、D₄，諧振電感L_lk，兩諧振電容C₁₁、C₁₂，兩輸出電容C₂₁、C₂₂，及負(fù)載電阻R；

所述電壓源V_in的正極與第一輸入電感L₁的一端和第二輸入電感L₂的一端分別相連；所述第一輸入電感L₁的另一端與第四主功率開關(guān)管S₄的漏極、第三輔助功率開關(guān)管S₃的源極和變壓器原邊N₁的同名端分別相連；所述第二輸入電感L₂的另一端與第二主功率開關(guān)管S₂的漏極、第一輔助功率開關(guān)管S₁的源極和變壓器原邊N₁的異名端分別相連；所述第一輔助功率開關(guān)管S₁的漏極與第三輔助功率開關(guān)管S₃的漏極和箝位電容C_c的一端分別相連；所述電壓源V_in的負(fù)極、第二主功率開關(guān)管S₂的源極、第四主功率開關(guān)管S₄的源極和箝位電容C_c的另一端均接地；所述并聯(lián)電感L與變壓器原邊N₁并聯(lián)用于實(shí)現(xiàn)變換器軟開關(guān)；