[实用新型]基于耦合电感的两相交错并联变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子领域的直流-直流变换器，具体地说，涉及一种基于耦合电感的两相交错并联变换器。

背景技术

伴随着直流-直流升压变换器在光伏和燃料电池等并网发电系统等的领域中受到人们的越来越多的关注，其相关应用技术研究也有所提高。传统两相交错并联BOOST变换器的输出电压增益较小，功率开关的电压应力较大，开关损耗较大。为此，相继出现了使用软开关电路方法，虽然可以实现功率开关管的软开关，却不能降低功率开关管的电压应力；使用开关电容的方法，虽有瞬间电流冲击，而实现很高的输出电压需要数量多的开关电容，且结构复杂。为了将光伏或燃料电池阵列的电压提升到并网逆变器所需直流母线电压，因此研究新型高性能且具有更高升压变比的直流变换器来满足后级并网逆变器的需要，有着重要的理论意义和应用价值。

关于并联变换器的结构设计，现有技术中已有相关的技术方案公开，如：中国专利号：ZL201220067744.1，该实用新型名称为：一种交错并联BOOST变换器，该变换器由两相电路组成，一相电路由电源V正端、电感L1、电容C1、二极管D1、负载R和电源V负端依次串联而成，其中电容C2和负载R并联，开关管S1一端置于电感L1和电容C1之间，一端连接电源V负端；另一相电路由电源V正端、电感L2、二极管D2依次相连后接入电容C1和二极管D1之间，其中开关管S2一端置于电感L2和二极管D2之间，一端连接电源V负端。该申请案与传统交错并联BOOST变换器相比电压增益有所提高，但仍不够高。

此外，对于中国专利号ZL200810120792.0，发明创造名称为：一种具有开关电容的有源箝位交错并联DC/DC变换器，该申请方案采用的就是开关电容的方法。所以急需一种具有高升压变比的直流变换器。

实用新型内容

1、实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的是提出一种基于耦合电感的两相交错并联变换器及其控制方法，交错的输入与输出结构可以减小输入电流纹波，提高输出电压对输入电压的升压变比，开关器件的电压、电流应力也得到了有效的降低，从而提高了变换器的性能。该变换器既适用于常规升压型直流变换器应用范围，又适用于燃料电池、太阳能光伏发电和风力发电等新能源发电系统。

2、技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

基于耦合电感的两相交错并联变换器，包括直流输入源，第一功率开关管，第二功率开关管，设有第一绕组和第二绕组的第一耦合电感，设有第三绕组和第四绕组的第二耦合电感，第一单向整流二极管，第二单向整流二极管，第三单向整流二极管，输出二极管，箝位电容，第一中间储能电容，第二中间储能电容和输出滤波电容；

第一耦合电感的第一绕组的同名端与第二耦合电感的第三绕组的同名端与直流输入源的正极相连，第一耦合电感的第一绕组的另一端与第一功率开关管的漏极及箝位电容的负极相连，第二耦合电感的第三绕组的另一端与第二功率开关管的漏极及第一单向整流二极管的阳极相连，第一功率开关管的源极与第二功率开关管的源极及直流输入源的负极相连，第一单向整流二极管的阳极与第二耦合电感的第四绕组的同名端及第一中间储能电容的负极相连，第一单向整流二极管的阴极与箝位电容的正极及第二单向整流二极管的阳极相连，第二单向整流二极管的阴极与第一中间储能电容的正极及第三单向整流二极管的阳极相连，第二耦合电感的第四绕组的另一端与第一耦合电感的第二绕组的另一端相连，第一耦合电感的第二绕组的同名端与第二中间储能电容的负极相连，第二中间储能电容的正极与第三单向整流二极管的阴极及输出二极管的阳极相连，输出二极管的阴极和输出滤波电容的一端相连，输出滤波电容另一端与直流输入源的负极相连，输出滤波电容两端接负载，输出滤波电容两端的电压即为输出电压。

本实用新型采用两个功率开关管的控制信号交错180°，且占空比大于0.5的控制方式控制变换器。

3、有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：