[實用新型]用于隔離型氫燃料電池的直流升壓變換器

有效

• 申請號: 201720015579.8
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN206341150U
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 李陽
• 申請（專利權）人: 北京億華通科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京高文律師事務所11359
• 代理人: 姚李英

【技術領域】

本實用新型涉及直流升壓變換器，具體而言涉及一種用于隔離型氫燃料電池的直流升壓變換器。

【背景技術】

傳統汽車排放尾氣對環境造成的污染的問題日益突出。而電動汽車存在充電時間長，續航里程有限的問題。氫燃料電池是一種零污染、高效率、續航里程長清潔電池，被廣泛應用于汽車領域。氫燃料電池使得氫氣和氧氣進行化學反應產生電能，通常是為整車供電的基本單元。但是氫燃料電池輸出的電壓變比較低，需要通過直流升壓變換器將電壓升高，從而滿足整車動力電池電壓平臺需求。直流升壓變換器作用是將輸入的低壓直流電壓轉換成高壓直流電壓進行輸出。這要求直流升壓變換器的輸出直流電壓與輸入直流電壓的升壓比足夠大，從而滿足不同車型對電壓的需求。電池輸出端連接動力電池和電機，電機工作時產生電磁干擾，電磁干擾會流經直流升壓變換器，從而影響氫燃料電池的正常工作。

傳統的直流升壓變換器以Boost電路為主，主要由電感、電容、開關管和二極管組成，能實現最基本的升壓功能，但屬于非隔離型直流升壓變換器，其輸入端與輸出端存在直接的電氣連接。

而傳統的隔離型直流升壓變換器采用全橋或者半橋等拓撲結構，以Buck電路為基礎演變而來，是以降壓為基本的拓撲結構，其輸入輸出升壓比無法設計得很高。滿足不了整車動力電池與氫燃料電池的電壓匹配需求。

在目前使用的直流升壓變換器多為非隔離型升壓變換器，安全性差，抗干擾性能弱，在連接氫燃料電池和電機時，電機產生的干擾很容易通過非隔離型的直流升壓變換器影響到燃料電池和動力電池。

而傳統的隔離型直流升壓變換器采用以Buck為原型的降壓拓撲結構衍生而來，升壓比無法達到很高，極限升壓比就是變壓器的次級和初級繞組比，然而變壓器的次級與初級變比越大，分布參數越大，漏感越大，會影響整體變換器的性能，且會使得傳輸效率降低，所以傳統的隔離型變換器即使滿足了電氣隔離的需求，也無法滿足整車動力電池和燃料電池電壓的匹配。

為此，期望提供一種新型的用于隔離型氫燃料電池的直流升壓變換器，其既可以滿足整車動力燃料電池電壓需求，還能夠滿足直流輸入輸出電氣隔離的要求，使得電機與氫燃料電池之間有電氣隔離。

【實用新型內容】

本實用新型的目的在于提供一種于隔離型氫燃料電池的直流升壓變換器，旨在解決現有技術存在的缺陷。本實用新型的目的通過以下技術方案得以實現。

根據本實用新型的一個實施方式提供了一種用于隔離型氫燃料電池的直流升壓變換器，其中所述直流升壓變換器的直流輸入電壓的正極通過初級第一電感和初級第一開關接地，通過初級第二電感和初級第二開關接地，初級變壓器的異名端電連接在初級第一電感與初級第一開關之間，初級變壓器的同名端電連接在初級第二電感與初級第二開關之間，次級變壓器的同名端與次級第一二極管、次級第三二極管、次級輸出電容的一端以及負載的一端電連接，次級變壓器的異名端與次級第二二極管、次級第四二極管、次級輸出電容的另一端以及負載的另一端電連接,次級變壓器的輸出電壓施加在輸出負載的兩端。

根據本實用新型的上述實施方式提供的用于隔離型氫燃料電池的直流升壓變換器，其中所述直流升壓變換器的直流輸入電壓的正極還通過初級輸入電容接地。

根據本實用新型的上述實施方式提供的用于隔離型氫燃料電池的直流升壓變換器，其中輸入直流電壓的范圍為60伏至120伏，輸出直流電壓的范圍為580伏至720伏。

根據本實用新型的上述實施方式提供的用于隔離型氫燃料電池的直流升壓變換器，其中初級第一開關和初級第二開關的占空比至少為50％且小于100％。

根據本實用新型的上述實施方式提供的用于隔離型氫燃料電池的直流升壓變換器，其中初級第一開關和初級第二開關的占空比至少為50％且不大于80％。

根據本實用新型的上述實施方式提供的用于隔離型氫燃料電池的直流升壓變換器，其中變壓器電壓變比2.25。

根據本實用新型的上述實施方式提供的用于隔離型氫燃料電池的直流升壓變換器，其中初級第一電感的電感量與初級第二電感的電感量相同，初級第一電感和初級第二電感的大小可以通過公式:V_in＝L_i×△i/D_t進行初步選擇，其中V_in為輸入直流電壓，△i為初級電感電流變化量，D_t為初級電感的導通時間。