[发明专利]一种并联式多输入耦合电感升降压变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种并联式多输入耦合电感升降压变换器，属于电力电子变换器技术领域，特别涉及新能源发电技术领域中的功率变换器技术领域。

背景技术

随着能源危机和环境污染问题日益严重，太阳能、风能、燃料电池等新能源和可再生能源的开发和利用得到越来越广泛的关注，分布式发电系统已成为世界各国关注和研究的热点。而新能源发电设备固有的缺陷带来了一些新的难题和挑战，如：燃料电池的响应速度比较缓慢，输出功率不能及时跟踪负载的变化；风能、太阳能发电由于受到风速、风向、日照强度、环境温度等自然条件变化的影响而不能持续、稳定的输出电能，导致系统稳定性问题的增加。因此，为了确保连续可靠地给负载供电，常常需要多种新能源彼此结合，优势互补构成联合分布式供电系统。

由于分布式供电系统中含有多个输入源，每种输入源的电压并不稳定，因此需要直直变换将输入源相对不稳定的输出电压转换成为稳定的电压供负载使用。直直变换器按输入源数可分为两类：单输入直直变换器和多输入直直变换器。在一些中小功率场合且新能源发电装置靠近的场合，如果使用多个单输入直直变换器，会使结构变得复杂且成本较高。在这种场合，可以使用一个多输入直直变换器代替多个单输入直直变换器。此外，热能温差电池、光伏电池、燃料电池等新能源发电设备的输出电压随环境条件的变化而在很宽范围内变换，而蓄电池、超级电容等储能设备随着充放电状态的不同，其端电压也在很宽的范围内变换，因此需要一种能够适应输入电压宽范围变化的升降压直直变换器。

在升降压变换器中，由Buck变换器和Boost变换器级联构成的升降压变换器由于诸多优点获得了较多的研究和应用。文献“任小永，唐钊，阮新波，等.一种新颖的四开关Buck-Boost变换器[J].中国电机工程学报，2008，28(21)：15-19.”所研究的由Buck变换器和Boost变换器级联构成的升降压变换器只包含一个电感，拓扑结构简单，但输入和输出端电流断续，不适合热能温差发电、燃料电池等对纹波敏感的应用场合；文献“Rae-Young Kim and Jih-Sheng Lai.A seamless mode transfer maximum power point tracking controller for thermoelectric generator applications[J].IEEE Transactions on power electronics，2008，24(5)：2310-2318.”所研究的升降压变换器输入输出电流连续，但包含两个独立的电感，变换器体积重量大。同时，上述升降压变换器只能实现单个输入源到负载的功率变换，不能同时实现多个输入源和负载之间的功率变换。另一方面，在单输入升降压变换器中升压电路中开关管电流应力大，尤其不适合低压大电流应用场合。

发明内容

发明目的：

本发明针对现有技术的不足，提供一种并联式多输入耦合电感升降压变换器。

技术方案：

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

该变换器由N个升压电路、1个降压电路(20)和负载(R_o)组成，N为大于1的自然数，其中：

所述N个升压电路中的每个升压电路均是由输入源、滤波电感、开关管、二极管组成，输入源的正极连接滤波电感的①端，滤波电感的②端分别连接开关管的漏极和二极管的阳极，开关管的源极与输入源的负极相连，所述二极管的阴极构成升压电路的正输出端，所述输入源的负极构成升压电路的负输出端；

所述N个升压电路的输出端彼此并联连接，N个升压电路共用一个滤波电容(C_m)，滤波电容(C_m)的两端分别与N个升压电路的正、负输出端相连。