[实用新型]一种非隔离型高增益三端口变换器

说明书

本实用新型公开了一种非隔离型高增益三端口变换器，包括输入源、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、储能装置、第一储能电感、第二储能电感、开关电容、输出滤波电容和负载。本实用新型具有四种工作模式，能够实现输入源、储能装置、负载之间的能量转换，通过两路Boost并联来实现输入端口和双向输入\输出端口的集成，通过在Boost支路中串联开关电容来实现高增益，通过引入蓄电池充电回路来实现双输出工作模式，控制简单，能实现集中控制，工作效率高，适用于太阳能、燃料电池等新能源发电系统。

技术领域

本实用新型涉及一种非隔离型高增益三端口变换器，属于电力电子变换器领域。

背景技术

随着不可再生能源的日益减少，新能源(太阳能、风能、氢能等)的开发利用得到了广泛的关注。由于受环境因素的影响，新能源存在间歇性、不稳定性的缺陷，无法满足负载要求稳定能量供应的需求，因而需要引入储能装置(如蓄电池、超级电容)来平衡新能源与负载之间的能量传输。将新能源、储能装置和负载连接起来的传统方法是采用多个单输入单输出变换器将其连接，该方法形成的电路拓扑复杂、开关器件多、效率低。因而具有拓扑结构紧凑、开关器件能复用、效率高等优点的三端口变换器备受关注，特别是在不需要电气隔离的场合，非隔离型三端口变换器因其拓扑结构更紧凑、控制简单、效率更高而被广泛应用。由于新能源产生的电压等级往往低于负载需求的电压等级，因而研究提高不含隔离变压器的非隔离型三端口变换器的电压增益的有效方法至关重要。近年来，开关电容在非隔离型高增益三端口变换器中的应用受到广泛关注。

目前，已经有多种非隔离型高增益三端口变换器被提出。一篇名为“A Dual-InputCentral Capacitor DC/DC Converter for Distributed Photovoltaic Architectures”(Chen Mengxing；Gao Feng；Li Ruisheng,IEEE Transactions on IndustryApplications,2017,53(1):305-318)的文献通过两路Buck-Boost输入共用开关电容来构造非隔离型高增益三端口变换器。虽然电路拓扑紧凑，但电压增益和开关器件电压应力的改善不理想，且不能工作于双输出模式。另一篇名为“一种多路输入高升压Boost变换器”(中国电机工程学报,2012,32(3):9-14)的文献通过两路Boost输入电路并联，并将开关电容串联在原Boost拓扑支路中，来构造非隔离型高增益三端口变换器。虽然电压增益和开关器件电压应力得到了有效改善，但仍不能工作于双输出模式。

发明内容

为了克服现有非隔离型三端口变换器电压增益小、及无法工作于双输出模式的缺陷，本实用新型提供了一种非隔离型高增益三端口变换器。