[发明专利]一种三相交错式双向大变比DCDC变换器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种三相交错式双向大变比DCDC变换器及其控制方法，包括顺次相连的低压侧、桥臂单元和高压侧，所述低压侧与第一电源相连；所述高压侧与第二电源相连；根据第二电源的电压值与基准值的差值，以及第一电源与第二电源之间的电压关系，对三相交错式双向大变比DCDC变换器进行不同时序的控制，实现Boost和Buck两种工作模式。本发明的三相交错式双向大变比DCDC变换器工作在Boost方向时，输入端交错并联减小了输入电流纹波，输出端交错串联提高了升压变比；三相交错式双向大变比DCDC变换器工作在Buck方向时，输入端交错串联，输出端交错并联，具有较大的降压比，同时减小输出电流纹波。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种三相交错式双向大变比DCDC变换器及其控制方法。

背景技术

直流-直流变换器，简称DC-DC变换器，是将一种直流电源变换为其他具有不同输出特性的直流电源的电力电子装置。通过对电力电子器件的快速通断控制把恒定直流电压斩成一系列脉冲电压，通过控制占空比的变化改变这一系列脉冲系列的脉冲宽度，实现输出电压平均值的调节，得到目标直流电压。广泛应用于太阳能发电、不间断电源等领域。

传统双向直流变换器可以实现能量双向变换，在功能上相当于一个基本Boost变换器和一个基本Buck变换器，结构简单，成本低，无变压损耗的优点，但存在着输入电流和输出电流纹波大、容量小、滤波元件大等缺点。

目前，DCDC变换器的应用越来越广泛，已有三相交错并联双向DCDC变换器把三个电感电流交错并联，降低了输入电流纹波，有利于改善变换器的效率优化变换器的动态响应。但是，三相交错并联双向直流变换器没有提高变压比，难以适用于输入输出电压变换比大的场合。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种三相交错式双向大变比DCDC变换器及其控制方法，用于降低电流纹波，提高变压比，实现直流电的转换。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种三相交错式双向大变比DCDC变换器，包括顺次相连的低压侧、桥臂单元和高压侧，所述桥臂单元包括顺次并联的第一桥臂模块、第二桥臂模块和第三桥臂模块；

所述第一桥臂模块包括第一电感、第一开关管和第二开关管；

所述第二桥臂模块包括第二电感、第三开关管和第四开关管；

所述第三桥臂模块包括第三电感、第五开关管、第六开关管和第七开关管；

其中，所述第一电感、第二电感和第三电感的第一端均连接到低压侧的正端；所述第一电感、第二电感和第三电感的第二端分别与第一开关管、第三开关管和第五开关管的第一端相连；所述第一开关管、第三开关管、第五开关管的第二端和第七开关管的第一端均连接到低压侧的负端；所述低压侧的正端和负端分别用于与第一电源的正极和负极相连；

所述第一电感、第二电感和第三电感的第二端还分别与第二开关管、第四开关管和第六开关管的第二端相连；所述第二开关管、第四开关管、第六开关管的第一端和第七开关管的第二端顺次分别连接到高压侧，其中第二开关管的第一端与高压侧的正端相连；所述第七开关管的第二端与高压侧的负端相连；所述高压侧的正端和负端分别用于与第二电源的正极和负极相连。

优选地，所述低压侧包括低压侧电容；所述第一电感、第二电感和第三电感的第一端均连接到低压侧电容的正端；所述第一开关管、第三开关管、第五开关管的第二端和第七开关管的第一端均连接到低压侧电容的负端。

优选地，所述高压侧包括顺次设置的高压侧第一电容、高压侧第二电容和高压侧第三电容，所述高压侧第一电容设于第二开关管和第四开关管之间；所述高压侧第二电容设于第四开关管和第六开关管之间；所述高压侧第三电容设于第六开关管和第七开关管之间。