【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及直流-直流變換器，是一種高增益的改進型準y源直流-直流變換器。
技術介紹
1、具有連續輸入電流和寬電壓增益范圍的升壓直流-直流轉換器的設計是許多分布式發電和調節系統面臨的最具挑戰性的要求之一，尤其是當使用燃料電池、光伏電池板和風力渦輪機等間歇性電源時。為了滿足這一具有挑戰性的要求，已經開發了各種阻抗網絡以實現具有寬范圍電壓增益、高功率轉換效率的目標。
2、目前，應用廣泛的直流-直流變換器包括直接式電路和變壓器隔離式電路，它們可以實現直流電壓的變換，但同時存在功率開關共態導通或關斷時會引起電源的短路或開關器件的過壓擊穿、可靠性差以及升壓能力比較低的缺點。隨后，有學者提出y源阻抗網絡拓撲并在直流-直流變換器上實施，它綜合了trans-z源和z源阻抗網絡變換器的高增益性能，最大程度上發揮了帶有耦合電感的阻抗網絡變換器的優勢，防止了傳統變換器為達到大升降壓比而使用極限占空比的做法。
3、y源阻抗網絡利用三端耦合電感進行能源的輸送，其匝數比的設計十分靈活，且耦合電感的匝數比和總匝數可以保持在相對較小的范圍內。然而其輸入電流是斷續的，這一問題使其在現實生活應用中遭遇了許多限制。準y源拓撲結構不僅具有連續的輸入電流，還能在較小的直通占空比下實現更高的電壓增益，進一步的提升了升降壓能力，展現出了極其廣闊的發展潛力。還有一種基于準y網絡的升降壓直流-直流變換器繼承了原有的準y源直流-直流變換器的所有優點，如輸入電流連續、變壓器磁芯不飽和、占空比小、電壓增益高。除了上述優點外，所提出的變換器還具有電壓升降調節能
4、三繞組耦合電感是y源變換器的主體結構，耦合電感器引入會出現不可忽略的漏電感從而導致較大的直流鏈路尖峰，直流鏈電壓尖峰使得電路在從直通狀態切換到非直通狀態時損耗更多的功率，繼而降低了轉換器的效率。為了吸收耦合電感器的漏感，其中一種方法是改變耦合電感的結構。然而，這種方法導致三個耦合電感的性能類似于兩個耦合電感，降低了通過改變匝數比改變電壓增益的靈活程度。另一種消除漏電感的方法是增加吸收電路。吸收電路可分為有源電路和無源電路。有源電路通過額外的開關來消除泄漏的電感能量，但是會增加電路的復雜性和成本。無源電路克服了有源電路的弱點，該電路僅通過電容器和二極管來箝位直流鏈路尖峰。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，為了解決上述問題，本專利技術提出了一種高增益的改進型準y源直流-直流變換器，本專利技術將無源電路、開關電感與高增益準y源直流-直流變換器相結合，以獲得一種可以在低占空比的條件下實現輸入電流連續、高電壓增益、高轉換效率和低直流鏈電壓尖峰等效果的直流-直流變換器。
2、本專利技術提供了一種高增益的改進型準y源直流-直流變換器，本專利技術提供了以下技術方案：
3、一種高增益的改進型準y源直流-直流變換器，所述變換器包括：直流電壓源、電力電子開關、高增益準y源阻抗網絡、具有開關電感的無源電路、直流負載rload以及電力電子開關的控制器；
4、電力電子開關采用兩個igbt模塊，高增益準y源雙向阻抗網絡包括電感l1、電感l4、電容c1、電容c2、電容c5、兩組電力電子開關sw1與sw1’和sw3與sw3’以及匝數比為n1：n2：n3的三繞組耦合電感；開關電感由電感l2、電感l3、二極管d4、二極管d5和二極管d6組成；具有開關電感的無源電路包括一組電力電子開關sw2與sw2’、電容c3、電容c4和開關電感；直流負載rload兩端電壓為雙向變換器輸出直流電壓；電力電子開關的控制器分別向三組電力電子開關發送開關管開關控制信號。
5、優選地，直流電壓源為蓄電池組、燃料電池、分布式電源或經過不可控整流濾波的交流電源。
6、優選地，電力電子開關的兩個igbt模塊反向連接，每個igbt開關管其內部反并聯二極管。
7、優選地，二極管d4與電感l3連接形成一條支路，二者連接處記為m點，m點方向為二極管d4正傳輸方向；
8、電感l2與二極管d6連接形成一條支路，二者連接處記為n點，二極管d6正傳輸方向為遠離n點方向；二極管d5連接與m點與n點之間，傳輸正方向為由n點向m點傳輸方向，三個二極管在電路拓撲結構中呈z字型。
9、優選地，具有開關電感的無源電路整體呈t型，其中由sw2與sw2’組成的電力電子開關與開關電感相連接，兩者連接點記為o點，電容c3與電力電子開關和開關電感組成的支路并聯，電容c4與o點相連接。
10、優選地，直流電壓源正極與電感l1連接，然后與sw1與sw1’組成的雙向開關連接并接入三繞組耦合電感中繞組n1的同名端，其中電感l1與雙向開關sw1與sw1’的連接點記為p點，三繞組耦合電感中n2的非同名端端口串聯接入電容c2然后與直流電壓源負極和直流輸出電壓負極相連接，三繞組耦合電感中n3的非同名端端口與無源電路中雙向開關一側的端口相連接，電感l4與電容c5以及直流負載rload串聯，由sw3與sw3’組成的電力電子開關與和電感l4、電容c5及直流負載rload組成的支路并聯，電容c1一側與p點相連接，另一側與雙向開關sw3與sw3’與電感l4的連接點相連接。
11、優選地，三繞組耦合電感包括三相繞組線圈n1、n2和n3，每個繞組線圈有圓點標記的端口記為同名端，騷擾組耦合電感的匝數比記為n1：n2：n3；
12、三繞組耦合電感結構呈y型，其中心點由繞組n1的非同名端端口、繞組n2的同名端端口以及繞組n3的同名端端口連接而成。
13、一種高增益的改進型準y源直流-直流變換器控制方法，所述方法包括：
14、通過電力電子開關的控制器分別向三組雙向開關管發送控制信號，每組電力電子開關采用互補式通斷控制方式，實現電路控制；
15、通過電力電子開關的控制器調節占空比來調節輸出電壓增益，或者通過選擇合適的耦合電感的匝數比來提高變換器的增益比。
16、一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執行，以用于實現一種高增益的改進型準y源直流-直流變換器控制方法。
17、一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現一種高增益的改進型準y源直流-直流變換器控制方法。
18、本專利技術具有以下有益效果：
19、本專利技術與現有技術相比：
20、本專利技術將無源電路、開關電感和改進型準y源直流-直流變換器結合起來，可以在低占空比的條件下實現輸入電流連續、啟動沖擊電流小、高電壓增益、高轉換效率和低直流鏈電壓尖峰等效果，本專利技術提高了能量的利用效率和電壓增益范圍，相較傳統準y源直流本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高增益的改進型準Y源直流-直流變換器，其特征是：所述變換器包括：直流電壓源、電力電子開關、高增益準Y源阻抗網絡、具有開關電感的無源電路、直流負載Rload以及電力電子開關的控制器；
2.根據權利要求1所述的變換器，其特征是：
3.根據權利要求2所述的變換器，其特征是：
4.根據權利要求3所述的變換器，其特征是：
5.根據權利要求4所述的變換器，其特征是：
6.根據權利要求5所述的變換器，其特征是：
7.根據權利要求6所述的變換器，其特征是：
8.一種高增益的改進型準Y源直流-直流變換器控制方法，其特征是：所述方法包括：
9.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行，以用于實現如權利要求8的方法。
10.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征是：所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求8的方法。
【技術特征摘要】
1.一種高增益的改進型準y源直流-直流變換器，其特征是：所述變換器包括：直流電壓源、電力電子開關、高增益準y源阻抗網絡、具有開關電感的無源電路、直流負載rload以及電力電子開關的控制器；
2.根據權利要求1所述的變換器，其特征是：
3.根據權利要求2所述的變換器，其特征是：
4.根據權利要求3所述的變換器，其特征是：
5.根據權利要求4所述的變換器，其特征是：
6.根據權利要求5...
【專利技術屬性】
技術研發人員：顏景斌，葛孟娜，姚崢，方鳳岐，王榕培，
申請(專利權)人：哈爾濱理工大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。