[發(fā)明專利]一種拓?fù)浣M合型多諧振元件諧振軟開關(guān)直流變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810024911.6
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108054923B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周锎;孟繁輝
• 申請（專利權(quán)）人: 天津海德匯鑫科技有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明創(chuàng)造提供一種拓?fù)浣M合型多諧振元件諧振軟開關(guān)直流變換器，包括依次連接的橋式逆變電路、拓?fù)浣M合型多元件諧振電路和二極管整流電路，本變換器由橋式逆變電路輸入，經(jīng)拓?fù)浣M合型多元件諧振電路作用后從二極管整流電路輸出；所述橋式逆變電路為半橋式逆變電路；本拓?fù)浣M合型多元件諧振電路中包含兩個變壓器，可以有效拓寬變換器的功率傳輸能力；本拓?fù)浣M合型多元件諧振電路可以根據(jù)輔助開關(guān)的切換實現(xiàn)輸出并聯(lián)型CLTCL諧振電路與CLCL諧振電路的切換；通過合理參數(shù)設(shè)計實現(xiàn)逆變側(cè)開關(guān)管的零電壓開通和整流側(cè)二極管的零電流關(guān)斷，同時可以保證電路具有寬工作范圍與高效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明創(chuàng)造涉及直流變換器領(lǐng)域，尤其涉及一種拓?fù)浣M合型多諧振元件諧振軟開關(guān)直流變換器。

背景技術(shù)

小型風(fēng)力發(fā)電在可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中具有舉足輕重的地位。它憑借其易于安裝、功率等級靈活多變、易于維護(hù)的性能具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。小型風(fēng)力發(fā)電可分為離網(wǎng)型與并網(wǎng)型，其中并網(wǎng)型小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)被廣泛研究與應(yīng)用。研究表明并網(wǎng)型小型發(fā)電系統(tǒng)在進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換時，易受外界低風(fēng)速干擾，輸出波動較大，輸出電壓不足于并網(wǎng)。為解決上述問題，研究人員指出小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在低風(fēng)速運(yùn)行時，需提高電壓增益，使輸出電壓滿足最低并網(wǎng)電壓要求。

研究文獻(xiàn)指出提高電壓增益一般采用DC-DC諧振變換器。DC-DC諧振變換器相較于普通的升壓變換器具有效率高、電氣隔離的優(yōu)點。在DC-DC諧振變換器中，LLC諧振變換器具有較好的性能。有文獻(xiàn)指出在LLC諧振變換器的基礎(chǔ)上通過適當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)計可以實現(xiàn)高效轉(zhuǎn)換，并對LLC諧振變換器的工作模態(tài)進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究。討論了優(yōu)化的參數(shù)設(shè)計方法，實現(xiàn)了LLC諧振變換器的高效率。但是，研究表明LLC諧振變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實現(xiàn)高效率的同時電壓增益會受到抑制。為解決上述問題，研究人員提出了雙變壓器結(jié)構(gòu)LLC諧振變換器，增加輔助變壓器，將輔助變壓器的輸出電壓疊加在LLC的輸出電壓上，在保證效率的同時實現(xiàn)高電壓增益。但是，改進(jìn)后的電路拓?fù)湓谄x額定點運(yùn)行時，阻抗角快速上升，環(huán)流增加，變換效率迅速下降。因此，根據(jù)上述研究討論，可知適用于小型風(fēng)力發(fā)電的諧振變換器必須具有寬的工作范圍、高效率的特點。

因此，為獲得寬工作范圍，高效率的特點，研發(fā)一種拓?fù)浣M合型多諧振元件諧振軟開關(guān)直流變換器是個亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明創(chuàng)造要解決以上技術(shù)問題，提供一種寬工作范圍、高效率的拓?fù)浣M合型多諧振元件諧振軟開關(guān)直流變換器。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明創(chuàng)造采用的技術(shù)方案是：

一種拓?fù)浣M合型多諧振元件諧振軟開關(guān)直流變換器，包括依次連接的橋式逆變電路、拓?fù)浣M合型多元件諧振電路和二極管整流電路，本變換器由橋式逆變電路輸入，經(jīng)拓?fù)浣M合型多元件諧振電路作用后從二極管整流電路輸出；所述橋式逆變電路為半橋式逆變電路；

在所述拓?fù)浣M合型多元件諧振電路中，電容C1的一端與橋式逆變電路中開關(guān)管S1與開關(guān)管S2橋臂的中點連接，電容C1的另一端與電感L1的一端連接；電感L1的另一端與變壓器T1的原邊連接，變壓器T1原邊的另一端分兩路，一路與電容C2的一端連接，另一路與電感L2的一端連接；變壓器T1副邊一端經(jīng)過開關(guān)管Sa后分兩路，一路與變壓器T2的副邊一端連接，另一路與二極管整流橋中二極管D1和二極管D3的橋臂中點連接，變壓器T1副邊另一端分兩路，一路與變壓器T2副邊的另一端連接，另一路與二極管整流橋中二極管D2和二極管D4的橋臂中點連接；變壓器T2原邊的一端與電感L2的另一端連接，變壓器T2原邊的另一端與電容C2的另一端連接。

進(jìn)一步的，本拓?fù)浣M合型多諧振元件諧振軟開關(guān)直流變換器根據(jù)開關(guān)管Sa的通斷可以實現(xiàn)輸出并聯(lián)型CLTCL諧振電路與CLCL諧振電路的切換；當(dāng)開關(guān)管Sa開通，輸出并聯(lián)型CLTCL諧振電路工作；當(dāng)開關(guān)管Sa斷開，CLCL諧振電路工作。