[发明专利]一种基于交错并联结构的高升压比双向DC/DC变换器

说明书

一种基于交错并联结构的高升压比双向DC/DC变换器，属于电压变换领域。解决了传统的双向DC/DC功率变换器电压调整范围较小、输出效率低和输出电压纹波大的问题。本发明包括3个双向DC/DC变换器单体，且3个双向DC/DC变换器单体并联连接；3个双向DC/DC变换器单体中的耦合电感L_r缠绕在同一铁芯上。所述的双向DC/DC变换器单体要有五部分构成，即：低压侧电路、高压侧电路、过渡电路、钳位电路以及降压开关电路。本发明主要用于在高、低电压间进行电压转换。

技术领域

本发明属于电压变换领域。

背景技术

由于直流输电技术的成熟，直流输电本身具有的远距离、大功率、利于电网互联等特性日益展现，但同时直流输电的弊端也得到放大。直流输电母线与直流负载、直流电源之间的匹配往往比较难，因此就需要双向DC/DC变换器进行电压的变换。目前市面上的DC/DC变换器已经可以满足直流输电领域的基本要求，但是目前的双向DC/DC变换器仍存在以下几大问题：

1、传统的双向DC/DC功率变换器电压调整范围较小，在占空比较大或较小的极端情况下功率变换器的效率会比较低，因此便失去了直流输电的意义。

2、传统的双向DC/DC功率变换器多采用全桥结构或Buck/Boost结构。传统的拓扑结构存在开关器件多、控制困难、体积庞大、电路建模困难等缺点，同时变换器的运行可靠性较低。

3、传统的双向DC/DC功率变换器直流输出纹波较大，不符合多数直流用电器纹波要求。

4、为了降低直流输出的电压纹波，目前也存在交错并联结构的双向DC/DC变换器，但目前的交错并联结构中，并联单元均流比较困难，降低运行可靠性。

发明内容

本发明是为了解决传统的双向DC/DC功率变换器电压调整范围较小、输出效率低和输出电压纹波大的问题，本发明提供了一种基于交错并联结构的高升压比双向DC/DC变换器。

一种基于交错并联结构的高升压比双向DC/DC变换器，它包括3个双向DC/DC变换器单体，且3个双向DC/DC变换器单体并联连接；

所述的每个双向DC/DC变换器单体包括电感L₁、电感L₂、电感L_s、电感L_P、电容C₁、电容C₂、二极管D₁至D₄、功率开关管S₁、功率开关管S₂和功率开关管S₃；

电感L₂的一端与电感L_P的一端连接，电感L₂的另一端与二极管D₂的阴极和功率开关管S₂的负端同时连接；

电感L_P的另一端与电感L_s的一端、二极管D₁的阳极、功率开关管S₁的正端同时连接；

电感L_s的另一端与电容C₂的一端连接，电容C₂的另一端与二极管D₃的阴极、功率开关管S₂的正端和功率开关管S₃的负端同时连接；

二极管D₁的阴极与电容C₁的一端和电感L₁的一端同时连接，电感L₁的另一端与二极管D₃的阳极和二极管D₄的阴极同时连接；