[发明专利]一种可实现蓄电池电流零纹波的ZVS高增益储能变换器

权利要求书

1.一种可实现蓄电池电流零纹波的ZVS高增益储能变换器，其特征在于，包括第一电容C₁、第二电容C₂、第三电容C₃、第一电感L₁、第二电感L₂、第三电感L₃、第一开关管S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃、第四开关管S₄；

所述第一电感L₁的一端与所述低压侧电源U_L的正极相连；

所述第一电感L₁的另一端与所述第二电感L₂的一端、所述第一电容C₁的负极连接；

所述第二电感L₂的另一端与所述第一开关管S₁的漏极、所述第二开关管S₂的源极、所述第三开关管S₃的源极连接；

所述第三电感L₃的一端与所述第二开关管S₂的漏极、所述第一电容C₁的正极、所述第二电容C₂的正极连接；

所述第三电感L₃的另一端与所述第三开关管S₃的漏极、所述第四开关管S₄的源极连接；

所述第一开关管S₁的源极与所述低压侧电源U_L、所述第二电容C₂的负极、所述第三电容C₃的负极连接；

所述第四开关管S₄的漏极与所述第三电容C₃的正极连接；

所述第三电容C₃的正极与所述高压侧电源U_H的正极连接；

所述第三电容C₃的负极与所述高压侧电源U_H的负极连接；

所述第一开关管S₁与所述第三开关管S₃的驱动信号相同，所述第二开关管S₂与所述第四开关管S₄的驱动信号相同；

所述第一开关管S₁与所述第二开关管S₂互补导通；

所述第一电感L₁工作与电流连续模式，且电流纹波为零；

所述第二电感L₂和所述第三电感L₃均工作于电流双向流通模式。

2.根据权利要求1所述的ZVS高增益储能变换器，其特征在于，所述第一电感L₁，第二电感L₂、第三电感L₃的电感设计方案如下；

所述第一电感L₁的电感量应满足：

式中，U_L为低压侧电源端电压，U_H为高压侧电源端电压，P_o,max为输出功率的最大值，f_s为开关频率；

所述第二电感L₂的电感量应满足：

式中，D₁为第一开关管S₁驱动信号的占空比，I_L2,val为Boost模式下第二电感电流的谷值，通常取：-0.5A～-1A；

所述第三电感L₃的电感量应满足：

式中，I_L3,val为Boost模式下第三电感电流的谷值，通常取：-2A～-3A。

3.根据权利要求1所述的ZVS高增益储能变换器，其特征在于，所述ZVS高增益储能变换器在Boost模式下的理想电压增益为1/(1-D₁)²，在Buck模式下的理想电压增益为D₂²，其中，D₂为第二开关管S₂驱动信号的占空比。