[发明专利]一种高效率串联混合型多端口DC/DC变换器

说明书

一种高效率串联混合型多端口DC/DC变换器，包括单向升压DC/DC变换器、串联型双向DC/DC单元，所述单向升压DC/DC变换器包括电源U₁、电感L₁、开关管S₁、二极管D_O、电容C_O；电源U₁正极连接电感L₁一端，电感L₁另一端连接开关管S₁漏极、串联型双向DC/DC单元一侧，电源U₁负极连接开关管S₁源极、电容C_O一端，电容C_O另一端连接二极管D_O阴极，二极管D_O阳极连接串联型双向DC/DC单元另一侧。所述串联型双向DC/DC单元为多个，多个串联型双向DC/DC单元串联或者并联。本发明通过改进双向DC/DC变换器的结构，提出了一种串联型双向DC/DC单元拓扑以及串联混合型MPC的构建思路和实现方案，实现了储能单元串联接入，具有结构简单、控制方便等优点。

技术领域

本发明涉及一种DC/DC变换器，具体说是一种高效率串联混合型多端口DC/DC变换器。

背景技术

随着能源危机、温室效应以及大气污染等全球问题的日益严重，光伏发电、燃料电池发电等新能源发电技术得到了广泛的关注和快速发展，含储能单元的新能源发电系统能够平滑新能源微电源的发电出力，提高系统并网稳定性。现有的并联混合型多端口变换器方案中储能单元一般以并联的形式与升压DC/DC变换器或者直流母线相连，传统的并联式结构虽然能够解决微电源发电出力以及并网时系统稳定性的问题，但是由于并联式结构的原因使储能系统每次充电时都要进行两次电能转换，造成电能浪费及电能利用率低等问题，另外并联式结构还会增加系统设计成本以及控制器设计的复杂度。因此，改进现有并联式结构对于减少储能系统能量转换次数、提高系统能量利用率、降低系统设计成本及优化控制器设计具有重要意义。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明重点解决储能单元并联式结构造成的能量转换次数多，能量利用率低等问题，提出了一种高效率串联混合型多端口DC/DC变换器。本发明通过改进双向DC/DC变换器的结构，提出了一种串联型双向DC/DC单元拓扑以及串联混合型MPC的构建思路和实现方案，实现了储能单元串联接入，具有结构简单、控制方便等优点。与传统并联混合型MPC相比，该方案能够显著的减少储能单元的能量转换次数，从而降低能量损耗，提高能量的利用率。

本发明采取的技术方案为：

一种高效率串联混合型多端口DC/DC变换器，包括单向升压DC/DC变换器、串联型双向DC/DC单元，所述单向升压DC/DC变换器包括电源U₁、电感L₁、开关管S₁、二极管D_O、电容C_O；电源U₁正极连接电感L₁一端，电感L₁另一端连接开关管S₁漏极、串联型双向DC/DC单元一侧，电源U₁负极连接开关管S₁源极、电容C_O一端，电容C_O另一端连接二极管D_O阴极，二极管D_O阳极连接串联型双向DC/DC单元另一侧；