[發明專利]組合式降壓型直流變換器拓撲結構及其調制方法和系統

在審

• 申請號: 202210060484.3
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114421771A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 夏瀟;王志新;包俊
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;上海禧龍科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M3/335
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種組合式降壓型直流變換器拓撲結構及其調制方法和系統，包括：輸入直流電壓源V_i、LLC直流變壓器、兩開關buck?boost變換器以及負載R_o；LLC直流變壓器包含輸入端V₁和輸出端V₃，兩開關buck?boost變換器包含輸入端V₂和輸出端V₄；V_i的正端與V₁的正端相連，V₁的負端與V₂的正端相連，V_i的負端與V₂的負端相連，負載R_o的一端與V₃的正端和V₄的正端相連，負載R_o的另一端與V₃的負端和V₄的負端相連。由于該高頻變壓器的工作頻率為諧振頻率，故諧振腔參數設計與整定相對簡單；開關應力更低，適用于輸入電壓較大的降壓場合；采用的無源元件少、功率密度大；具有多個運行模式，調壓能力強、開關損耗小；組合式降壓型直流變換器的效率高，不低于97.5％，具有較高的實用價值。

技術領域

本發明涉及電力電子變換技術領域，具體地，涉及一種組合式降壓型直流變換器拓撲結構及其調制方法和系統。

背景技術

LLC諧振變換器由于其高效率、高功率密度，被廣泛應用于新能源發電系統、機/船載充電裝置、電力系統供電裝置等領域，其在諧振頻率附近擁有極佳的效率，因此其運行頻率被固定于諧振頻率，作為直流變壓器使用。但是，這卻使它喪失了電壓調節能力。

一些基于LLC直流變壓器的拓撲組合相繼出現，但這些拓撲大多數只具備升壓能力，不具備降壓能力；同時，其增益范圍均較窄，效率也不高。

公開號為CN109842299A的專利文獻公開了一類組合式直流變換系統及其控制方法，包括：輸入直流電壓源(V_in)、直流變壓器、雙輸入直流變壓器、非隔離直流變換器和負載(R_o)。其中直流變壓器包含一個直流電壓輸入端(V₁)和一個直流電壓輸出端(V₂)，非隔離直流變換器包含一個直流電壓輸入端(V₃)和一個直流電壓輸出端(V₄)，雙輸入直流變壓器包含兩個直流電壓輸入端和一個直流電壓輸出端(V₇)，兩個直流電壓輸入端分別為第一直流電壓輸入端(V₅)和第二直流電壓輸入端(V₆)；輸入直流源(V_in)的正端和直流變壓器直流電壓輸入端(V₁)的正端相連，直流變壓器直流電壓輸入端(V₁)的負端連于非隔離直流變換器直流電壓輸入端(V₃)的正端，即雙輸入直流變壓器第一直流電壓輸入端(V₅)的正端，輸入直流源(V_in)的負端連于非隔離直流變換器直流電壓輸入端(V₃)和直流電壓輸出端(V₄)的公共負端、即雙輸入直流變壓器第一直流電壓輸入端(V₅)和第二直流電壓輸入端(V₆)的公共負端，非隔離直流變換器直流電壓輸出端(V₄)的正端和雙輸入直流變壓器第二直流電壓輸入端(V₆)的正端相連，負載(R_o)的一端連于直流變壓器直流電壓輸出端(V₂)的正端、即雙輸入直流變壓器直流電壓輸出端(V₇)的正端，負載(R_o)的另一端連于直流變壓器直流電壓輸出端(V₂)的負端、即雙輸入直流變壓器直流電壓輸出端(V₇)的負端。上述專利文獻的結構較為復雜，而且其中包含級聯連接，這會使系統效率大打折扣；同時，其調壓變換器均運行于單一模式，使變換器增益變窄，電壓調節能力減弱。