[發明專利]一種模塊化軟開關高增益DC/DC變換器

有效

• 申請號: 201810575183.8
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108880261B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 邾玢鑫;段宛宜;余志林;劉崧;王輝
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

一種模塊化軟開關高增益DC/DC變換器，相比于現有的高增益變換器，各模塊之間可實現自動均流，其中通過調節和拓展每個模塊中所含二極管和電容的數量，還可實現對輸入輸出電壓增益的調節，設計自由度較高，控制策略簡單。考慮到變壓器漏感之后，利用箝位電路實現了漏感電壓尖峰的消除，且變換器中開關管實現了零電壓導通、二極管實現了零電流關斷。與現有的大容量隔離型高升壓DC/DC變換技術相比，開關和二極管的電壓應力、電流應力均得到了顯著降低并可調節，輸入輸出增益高且也可調節，適用于大容量且輸入輸出需要電氣隔離的應用場合。

技術領域

本發明涉及一種直流-直流變換器，具體是一種模塊化軟開關高增益DC/DC變換器。

背景技術

海上風力發電具有對環境負面影響較少、風速較為穩定、允許風機機組更加大型化等優勢，大容量遠距離的海上風電是未來風電發展的趨勢。由于傳統的交流匯流存在頻率同步性和諧波含量較高等諸多不利因素，因此海上風電直流匯流方式近年來受到了較多的研究和關注。而大容量高增益隔離型DC/DC變換器的不成熟也限制了該匯流方式的實際應用，目前方案常存在以下問題：(1)、多個模塊并聯運行時均流難、成本高且可靠性低；(2)、大容量高變比變壓器設計及制造難度大。

發明內容

為解決現有技術中隔離型高增益變換器各器件電壓電流應力高，各輸入相電流均流難導致的控制策略復雜，系統成本高等問題，本發明提出一種模塊化軟開關高增益DC/DC變換器。該變換器通過調節各模塊中二極管與電容的數量可實現對變換器輸入輸出增益及開關器件電壓應力的調節，可以通過調節模塊化的輸入相數實現變換器中元器件電流應力的調節。同時各輸入相自動均流的特點簡化了控制及驅動電路的設計。

本發明采取的技術方案為：

一種模塊化軟開關高增益DC/DC變換器，該變換器包含m個模塊，一個輸出二極管D₀，一個輸出濾波電容C₀，負載R_L，其中，變壓器T₁至T_m一次側的異名端分別相連，變壓器T₁至T_m二次側的異名端也分別相連，電源負極接地；

m個模塊的連接方式如下：

第一模塊一次側端，電感L₁的一端引出，電感L₁的另一端接漏感L_K1一端，在電感L₁和漏感L_K1的結點分別接功率開關VT₁漏極和輔助開關VT_c1源極，功率開關VT₁源極接地，功率開關VT₁漏源極電容C_VT1與功率開關VT₁體二極管并聯，輔助開關VT_c1漏極接箝位電容C_c1的一端，箝位電容C_c1的另一端接地，漏感L_K1的另一端接變壓器T₁一次側的同名端。二次側端，變壓器T₁二次側同名端接電容C_1(n-1)一端，電容C_1(n-1)一端與變壓器T₁二次側同名端之間的節點引出，電容C_1(n-1)的另一端接電容C_1(n-2)的一端，電容C_1(n-1)與電容C_1(n-2)之間的節點接二極管D_1(n-1)的陰極并引出，D_1(n-1)陽極引出；依次連接到第n個電容C₁₁的一端，C₁₁與C₁₂之間的節點接二極管D₁₂的陰極，D₁₂陽極引出，電容C₁₁的另一端接二極管D₁₁的陰極并引出，D₁₁陽極引出；