[发明专利]一种高增益模块化大容量隔离型DC/DC变换器

说明书

一种高增益模块化大容量隔离型DC/DC变换器，所提变换器输入相数可模块化调整，且所有模块输入电流可自动均流，使得变换器的控制策略简单。所提变换器第一个模块由一个电感、一个功率开关及其漏源极寄生电容、一个变压器及其漏感、n‑1个电容和二极管所构成，其它模块均由一个电感、一个主功率开关及其漏源极寄生电容、一个变压器及其漏感、n个电容和二极管所构成，通过调节n的大小即可实现对变换器输入输出增益及开关器件电压应力的调节。通过模块数的调节即可实现对变换器中开关器件电流应力的调节。此外通过箝位电路缓解由漏感引起的开关管电压应力高的问题，提高变换器的效率。较适用于需要电气隔离，大功率及高增益升压变换的应用场合。

技术领域

本发明涉及一种隔离型DC/DC变换器，具体是一种高增益模块化大容量隔离型DC/DC变换器。

背景技术

近年来，海上风力发电技术发展迅速，其直流汇流场中通常需要数十倍甚至更高的电压增益，风机单机容量最高已超过10mw，常见海上风机的容量也在2.5mw以上，需要高输入输出增益、大容量和高可靠性的DC/DC变换器。传统的隔离型升压变换器，输出电压增益常通过扩大变压器初次级绕组的匝数比来实现，但一方面大容量高匝数比高频变压器的设计与制作难度均大，另一方面也存在开关器件电压及电流应力高的问题；解决大容量电能变换的方案通常是多模块并联运行，但这种方案均流困难，控制策略复杂。这些难题限制了大容量高升压DC/DC变换方案的实现，使得海上风电直流汇流技术一直难以走向实际。因此，研究可自动均流的高升压大容量隔离型DC/DC变换器对于海上风电直流汇流的发展具有重要意义。

发明内容

为解决现有大容量高增益隔离型DC/DC变换器中所存在的器件电压电流应力高、输入输出增益低、多模块并联运行均流困难等问题，本发明提出一种高增益模块化大容量隔离型DC/DC变换器。

本发明采取的技术方案为：

一种高增益模块化大容量隔离型DC/DC变换器，包括：

直流输入源，m个模块，二极管D₀，电容C₀，负载R_L，一个公共箝位电路；

其中m个模块如下：

模块一包括电感L₁，功率开关S₁，功率开关S1漏源极电容C_S1，漏感L_K1，隔离变压器T₁，二极管D_{1 2}、D_{1 3}···D_{1 n}，电容C_{1 2}、C_{1 2}···C_{1 n}；

电感L₁的一端连接直流输入源的正极，电感L₁的另一端分别连接二极管D_VT2的阳极、漏感L_K1的一端，电感L₁的另一端与功率开关S₁的漏极相连，功率开关S₁的源极接地，漏感L_K1的另一端与变压器T₁一次侧的一端相连，变压器T₁二次侧的一端分别与二极管D_{2 1}的阳极、电容C_{1 2}、C_{1 3}···C_{1 n}的另一端相连，变压器T₁二次侧的一端分别与滤波电容C_o的另一端、负载R_L的另一端相连；二极管D_{1 2}的阴极与电容C_{1 2}的一端相连，二极管D_{1 3}的阴极与电容C_{1 3}的一端相连，......以此类推，二极管D_{1 n}的阴极与电容C_{1 n}的一端相连；