[实用新型]一种基于多级能量存储单元串联的电源升压装置

摘要

本实用新型涉及光伏发电领域，提供一种基于多级能量存储单元串联的电源升压装置。包括电源U_p、主电感L₀、主开关S₀、能量存储单元和负载；能量存储单元由第一能量存储单元、第二能量存储单元和能量存储单元4n个组成，所述电源U_p的正极与主电感L₀的一端相连，电源U_p的负极与主开关S₀的另一端和第一能量存储单元的输入端IN‑相连；最后一个能量存储单元4n的输出端OUT₊与负载的正极输入端相连、输出端OUT‑与负载的负极输入端相连接；由于能量存储单元是以串联结构级联的，因此每一个能量存储单元中的升压电容被叠加起来，达到升压；该装置具有拓扑结构简洁、升压稳定、储能高效的特点，适用于分布式能源系统。

主权项

1.一种基于多级能量存储单元串联的电源升压装置，其特征在于：包括电源U_p、主电感L₀、主开关S₀、能量存储单元和负载；能量存储单元由第一能量存储单元、第二能量存储单元和能量存储单元4n个组成，第一能量存储单元由开关S₁、电感L₁、升压电容C₁₁和储能电容C₂₁构成，开关S₁的一端与升压电容C₁₁的一端相连，构成能量存储单元的输入端IN₊，升压电容C₁₁的另一端与电感L₁的一端相连，构成能量存储单元的输出端OUT₊，储能电容C₂₁的一端与开关S₁的另一端和电感L₁的另一端相连，储能电容C₂₁的另一端分别作为能量存储单元的输入端IN-与输出端OUT-，第二能量存储单元和能量存储单元4n个的连接方式和构成，以此类推；所述电源U_p的正极与主电感L₀的一端相连，主电感L₀的另一端与主开关S₀的一端和第一能量存储单元的输入端IN₊相连接；电源U_p的负极与主开关S₀的另一端和第一能量存储单元的输入端IN-相连；第一能量存储单元的输出端OUT₊与第二能量存储单元的输入端IN₊相连，第一能量存储单元的输出端OUT-与第二能量存储单元的输入端IN-相连，其他能量存储单元的连接方式，以此类推；最后一个能量存储单元4n的输出端OUT₊与负载的正极输入端相连、输出端OUT-与负载的负极输入端相连接；所述能量存储单元由两个工作状态组成：开关S₁打开时，储能电容C₂₁中存储的能量注入电感L₁和升压电容C₁₁，磁场能量增加，称为充磁状态；开关S₁闭合时，输入端注入电流i_in向升压电容C₁₁补充能量，同时电感L₁向输出端输出电流i_out，磁场能量减少，称为去磁状态；工作过程为：在一个工作周期T中，主开关S₀导通一次、关断一次，导通时间定义为DT，关断时间则为(1-D)T；当主开关S₀导通时，各个能量存储单元中的开关关断，装置进入充磁状态，主开关S₀将主电感L₀一端接地，电源U_p向主电感L₀注入能量，主电感L₀磁场能量增加；第一能量存储单元的开关S₁断开，储能电容C₂₁向电感L₁、升压电容C₁₁放电，电感L₁磁场能量增加；第二能量存储单元的开关S₂断开，储能电容C₂₂向电感L₂、升压电容C₁₂和第一能量存储单元的升压电容C₁₁放电，第二能量存储单元的电感L₂磁场能量增加；其他能量存储单元的工作过程，以此类推；当主开关S₀关断时，各个能量存储单元中的开关导通，装置进入去磁状态，注入主电感L₀的磁场能量减少，形成输出电流输向第一能量存储单元；第一能量存储单元的开关S₁导通，注入第一能量存储单元的电流向储能电容C₂₁充电，同时电感L₁、升压电容C₁₁放电，电感L₁磁场能量减少，形成输出电流输向第二能量存储单元；其他能量存储单元的工作过程相同，以此类推。/n