[实用新型]一种基于倍压单元的相数可调的高升压DC/DC变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直流-直流变换器，具体是一种基于倍压单元的相数可调的高升压DC/DC变换器。

背景技术

现有技术中，关于应用于中高压直流输电系统应用场合的DC/DC变换器的研究较少，且大多数为隔离型变换器，该类变换器一般采用改变中间隔离变压器匝数比的方式实现高升压，能量传输效率不高，损耗大，控制策略复杂且变压器笨重而占地体积大等诸多缺点使其在诸如海上风电等应用场合中受到了限制，而非隔离型变换器普遍存在升压能力不够，元器件应力过高等缺点，因此迫切需要一种器件低应力，控制简单，同时能实现高升压的大容量DC/DC变换器。目前，针对此问题研究的变换器主要有三种：第一种，是利用开关谐振电容通过谐振实现高升压，此类拓扑虽然有较高的升压能力，但由于谐振产生的高谐振电流会增大元器件的开关应力。第二种，是基于耦合电感的DC/DC变换器，该类变换器使用耦合电感不仅会造成开关器件电压应力过高，而且会引起磁干扰，同时漏感的存在降低了变换器的工作效率。第三种是基于模块化多电平技术的变换器，通过子模块之间的串并联来减小元器件应力以实现高升压，其高度模块化结构可实现冗余控制，系统可靠性高，但该类变换器通常需要加入复杂的控制策略。

发明内容

为解决现有技术中非隔离型高升压变换器升压比不高的问题，本实用新型提供一种基于倍压单元的相数可调的高升压DC/DC变换器，其倍压单元的电容电压逐级升高，通过调整不同的倍压单元个数可以实现高升压能力和元器件电压应力的调节，通过调整不同输入相数，可以实现元器件电流应力的调节。

本实用新型采取的技术方案为：

一种基于倍压单元的相数可调的高升压DC/DC变换器，该变换器包含m个输入相数，n·m个倍压单元，m个功率开关S₁、S₂...S_m，m个电感L₁、L₂...L_m，n·m个电容C_o、C₁、C₂...C_nm-1，n·m个二极管D_o、D₁、D₂...D_nm-1；

所述倍压单元由一个二极管和一个电容构成具有三个端口的单元，二极管的阳极端作为第一端口，电容一端与二极管的阴极的结点作为第二端口，电容的另一端作为第三端口；

第一电感L₁的输入端接输入电源的正极，第一电感L₁的输出端依次连接第一倍压单元的第一端口和第m、2m...(n-1)m倍压单元的第三端口；第二电感L₂的输入端接输入电源的正极，第二电感L₂的输出端依次连接第1、m+1...(n-1)m+1倍压单元的第三端口，第三电感L₃的输入端接输入电源的正极，第三电感L₃的输出端依次连接第2、m+2...(n-1)m+2倍压单元的第三端口，以此类推到第m电感L_m的输入端依次连接输入电源的正极，第m电感L_m的输出端接第m-1、2m-1...nm-1倍压单元的第三端口；

n·m个倍压单元的连接关系为：第一倍压单元的第二端口接第二倍压单元的第一端口，第二倍压单元的第二端口接第三倍压单元的第一端口；以此类推到第nm-1倍压单元的第二端口接第nm倍压单元的第一端口，第nm倍压单元的第二端口接负载R_L的正极，负载R_L的负极接输入电源的负极；