[發(fā)明專利]一種多端口高增益半橋阻抗網(wǎng)絡(luò)變換器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711085555.0
• 申請(qǐng)日: 2017-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN107733229A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張桂東;歐祖宏;王志洋;葉遠(yuǎn)茂;章云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/158
• 分類號(hào): H02M3/158
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子變換器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多端口高增益半橋阻抗網(wǎng)絡(luò)變換器。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)單相半橋逆變器在同一橋臂上的開關(guān)管交替導(dǎo)通的過程中若因誤觸發(fā)導(dǎo)致同時(shí)開通時(shí)，會(huì)損壞開關(guān)管，對(duì)電路造成較大的影響。同時(shí)，傳統(tǒng)的單相逆變器只能完成降壓逆變，當(dāng)需要升壓時(shí)，需加入一級(jí)升壓電路，如圖1所示；或在輸出端加入變壓器以提高輸出電壓，如圖2所示；在逆變器的前級(jí)加入升壓環(huán)節(jié)增加了一個(gè)變換器，會(huì)導(dǎo)致整體電路的控制復(fù)雜、效率降低；在逆變器輸出端加入變壓器，則大大增加了電路的體積、成本，經(jīng)濟(jì)性差。另外，現(xiàn)有的單級(jí)變換器，其器件較多，成本較高。

因此，如何提供一種能夠解決上述問題的多端口高增益半橋阻抗網(wǎng)絡(luò)變換器是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種多端口高增益半橋阻抗網(wǎng)絡(luò)變換器，不需要增加升壓電路或變壓器即可進(jìn)行升降壓控制，減小了電路的體積和成本，且控制簡(jiǎn)單，效率高。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種多端口高增益半橋阻抗網(wǎng)絡(luò)變換器，包括直流電源、兩個(gè)開關(guān)管、三繞組耦合電感、三個(gè)儲(chǔ)能電容、兩個(gè)儲(chǔ)能模塊、二極管及負(fù)載；

所述直流電源的正極端分別連接第一儲(chǔ)能電容的第一端和所述二極管的陽(yáng)極；所述第一儲(chǔ)能電容的第二端分別連接第二儲(chǔ)能電容的第一端以及所述負(fù)載的負(fù)極；所述第二儲(chǔ)能電容的第二端分別連接所述直流電源的負(fù)極端、第二開關(guān)管的第二端以及所述三繞組耦合電感的第二電感的第二端；所述二極管的陰極連接所述三繞組耦合電感的第一電感的第一端；所述第一電感的第二端分別連接第三儲(chǔ)能電容的第一端和所述三繞組耦合電感的第三電感的第一端；所述第三電感的第二端連接第一開關(guān)管的第一端；所述第一開關(guān)管的第二端分別連接所述第二開關(guān)管的第一端以及所述負(fù)載的正極；所述第三儲(chǔ)能電容的第二端連接所述三繞組耦合電感的第二電感的第一端；所述第二儲(chǔ)能電容以及所述第三儲(chǔ)能電容兩端分別并接一個(gè)所述儲(chǔ)能模塊；

其中，所述三繞組耦合電感的三個(gè)電感的第一端為同名端；

所述網(wǎng)絡(luò)變換器的負(fù)載的輸出電壓V_O，在所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管均導(dǎo)通或所述第一開關(guān)管關(guān)斷、所述第二開關(guān)管導(dǎo)通的情況下為：

在所述第一開關(guān)管導(dǎo)通、所述第二開關(guān)管關(guān)斷的情況下為:

其中，V_d為所述直流電源的電壓，D₁、D₂分別為所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管的占空比，N₁、N₂、N₃分別為所述三繞組耦合電感的三個(gè)電感的匝數(shù)。

優(yōu)選地，所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管均為NMOS，所述NMOS的漏極作為相應(yīng)開關(guān)管的第一端，所述NMOS的源極作為相應(yīng)開關(guān)管的第二端，所述NMOS的柵極作為相應(yīng)開關(guān)管的控制端。

優(yōu)選地，所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管均為IGBT，所述IGBT的集電極作為相應(yīng)開關(guān)管的第一端，所述IGBT的發(fā)射極作為相應(yīng)開關(guān)管的第二端，所述IGBT的基極作為作為相應(yīng)開關(guān)管的控制端。

優(yōu)選地，所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管具體為由多個(gè)NMOS并聯(lián)組成的NMOS模塊，或由多個(gè)IGBT并聯(lián)組成的IGBT模塊.

優(yōu)選地，所述直流電源為光伏板。

優(yōu)選地，兩個(gè)所述儲(chǔ)能模塊具體為蓄電池。

優(yōu)選地，所述三繞組耦合電感的三個(gè)電感繞在同一磁芯上。

本發(fā)明提供了一種多端口高增益半橋阻抗網(wǎng)絡(luò)變換器，包括直流電源、兩個(gè)開關(guān)管、三繞組耦合電感、三個(gè)儲(chǔ)能電容、兩個(gè)儲(chǔ)能模塊、二極管及負(fù)載；兩個(gè)儲(chǔ)能模塊分別并接于兩個(gè)儲(chǔ)能電容兩端。本發(fā)明通過控制兩個(gè)開關(guān)管的占空比，既能夠使變換器輸出交流信號(hào)或直流信號(hào)，并且通過控制占空比的大小，能夠控制交流信號(hào)幅值的大小進(jìn)而得到升壓或降壓的交流輸出，或者輸出正負(fù)可控的升降壓直流輸出。因此，本發(fā)明不需要增加升壓電路或變壓器來進(jìn)行升壓，減小了電路的體積和成本，且控制簡(jiǎn)單，效率高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為傳統(tǒng)的單相半橋逆變器加入升壓環(huán)節(jié)拓?fù)鋱D；

圖2為傳統(tǒng)的單相半橋逆變器加入變壓器拓?fù)鋱D；