【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于直流-直流變換，具體地說，本專利技術(shù)涉及一種包含開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的高增益直流-直流變換器。
技術(shù)介紹
1、隨著世界人口的不斷增長和社會的不斷發(fā)展，人類對能源的需求也在不斷提高，在社會發(fā)展的過程中，由于對傳統(tǒng)化石能源的過度使用，導(dǎo)致其儲量正在急劇下降，同時也造成了大氣污染、溫室效應(yīng)等環(huán)境問題，已經(jīng)影響到人類未來的發(fā)展。而分布式電源不僅可以產(chǎn)生大量清潔的可再生能源，減少化石能源的消耗和有害氣體的排放，而且還具有價格便宜、安裝靈活等特點，因此分布式電源的應(yīng)用越來越廣泛。
2、但是，分布式電源在并網(wǎng)時，需要通過直流變換器接入公共母線上供高壓直流負載使用，在專利cn103066834a中公開了一種交錯并聯(lián)高增益升壓型直流變換器，輸入側(cè)只采用普通的交錯并聯(lián)結(jié)構(gòu)，輸入側(cè)電感的電流紋波大，電壓增益低；此外，若分布式電源直接通過半橋逆變器并網(wǎng)，會造成并網(wǎng)損耗較大，并且可能會發(fā)生并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中性點偏移的問題。因此，具有高增益的直流變換器在分布式電源中及并網(wǎng)發(fā)電過程中具有重要作用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種包含開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的高增益直流-直流變換器，以達到獲得更高的輸出電壓增益的目的。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案為：
3、本專利技術(shù)提供了一種包含開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的高增益直流-直流變換器，包括直流輸入電源uin、第五功率電感l(wèi)m、功率開關(guān)s、第一升壓單元、第二升壓單元、第一負載、第二
4、進一步地，第一升壓單元包括第一開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)、第五電容cs和第五二極管ds，第五電容cs的正極與第五功率電感l(wèi)m的第二端連接；第五電容cs的負極分別與第五二極管ds的陽極及第一開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第一端連接；第一開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第二端分別與第一負載的第二端及第三電容c3的負極連接；第五二極管ds的陰極分別與第一負載的第一端及第三電容c3的正極連接。
5、進一步地，第二升壓單元包括第二開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)、第六電容cc和第六二極管dc，第六電容cc的正極與第五功率電感l(wèi)m的第二端連接；第六電容cc的負極分別與第六二極管dc的陽極及第二開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第一端連接；第二開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第二端分別與第二負載的第二端及第四電容c4的負極連接；第六二極管dc的陰極分別與第二負載的第一端及第四電容c4的正極連接。
6、進一步地，第一開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)包括第一功率電感l(wèi)1、第二功率電感l(wèi)2、第一電容c1、第一二極管d1和第二二極管d2，第一電容c1的正極與第一功率電感l(wèi)1的第一端連接構(gòu)成第一開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第一端；第二二極管d2的陽極與第二功率電感l(wèi)2的第二端連接構(gòu)成第一開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第二端；第一二極管d1的陽極分別與第一電容c1的負極及第二功率電感l(wèi)2的第一端連接；第一二極管d1的陰極分別與第二二極管d2的陰極及第一功率電感l(wèi)1的第二端連接。
7、進一步地，第二開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)包括第三功率電感l(wèi)3、第四功率電感l(wèi)4、第二電容c2、第三二極管d3和第四二極管d4，第二電容c2的正極與第三功率電感l(wèi)3的第一端連接構(gòu)成第二開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第一端；第四二極管d4的陽極與第四功率電感l(wèi)4的第二端連接構(gòu)成第二開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第二端；第三二極管d3的陽極分別與第二電容c2的負極及第四功率電感l(wèi)4的第一端連接；第三二極管d3的陰極分別與第四二極管d4的陰極及第三功率電感l(wèi)3的第二端連接。
8、進一步地，第五電容cs的正極是第一升壓單元的輸入端。
9、進一步地，第六電容cc的正極是第二升壓單元的輸入端。
10、進一步地，第五二極管ds的陰極是第一升壓單元的輸出端。
11、進一步地，第六二極管dc的陰極是第二升壓單元的輸出端。
12、進一步地，變換器的輸出電壓增益m＝uo/uuin＝2d(2－d)/(1－d)，其中，uo為第一升壓單元輸出端與第二升壓單元輸出端之間的電壓差，uuin為直流輸入電源uin的標(biāo)定輸入電壓，d為功率開關(guān)s的占空比。
13、本專利技術(shù)的高增益直流-直流變換器具有以下優(yōu)點：
14、(1)本專利技術(shù)在第一升壓單元和第二升壓單元中分別使用了第一開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)和第二開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)儲能，替代了傳統(tǒng)的功率電感，使得第一升壓單元和第二升壓單元的輸出電壓更高，從而使本專利技術(shù)的變換器可以具有更高的輸出電壓增益。
15、(2)本專利技術(shù)的第一升壓單元的輸出電壓與輸入電源uin的電壓極性相同，第二升壓單元的輸出電壓與輸入電源uin的電壓極性相反，通過第一升壓單元和第二升壓單元的組合可以得到三種輸出電平。
16、(3)本專利技術(shù)變換器電路的輸出電壓的電壓值只與本專利技術(shù)變換器電路的拓撲結(jié)構(gòu)有關(guān)，不受第三電容c3和第四電容c4的電容值的影響，解決了當(dāng)變換器連接三電平逆變器時中性點偏移的問題，降低了變換器的損耗，提高了變換器的效率。
17、(4)本專利技術(shù)變換器在工作時，可以使得電路的輸出電流連續(xù)。
18、(5)本專利技術(shù)變換器的電路中只使用了一個功率開關(guān)s，成本低且便于控制。
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1.一種包含開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的高增益直流-直流變換器，其特征在于：包括直流輸入電源(Uin)、第五功率電感(Lm)、功率開關(guān)(S)、第一升壓單元、第二升壓單元、第一負載、第二負載、第三電容(C3)和第四電容(C4)，所述第五功率電感(Lm)的第一端與所述直流輸入電源(Uin)的正極連接；所述第五功率電感(Lm)的第二端分別與所述第一升壓單元及第二升壓單元的輸入端連接；所述第一升壓單元的輸出端分別與所述第一負載的第一端及第三電容(C3)的正極連接；所述第二升壓單元的輸出端分別與所述第二負載的第一端及第四電容(C4)的正極連接；所述第一負載的第二端與所述第三電容(C3)的負極連接；所述第二負載的第二端與所述第四電容(C4)的負極連接；所述第一負載的第二端與所述第二負載的第一端連接；所述第三電容(C3)的負極與所述第四電容(C4)的正極連接，并與地連接；所述功率開關(guān)(S)的漏極與所述第五功率電感(Lm)的第二端連接；所述功率開關(guān)(S)的源極與所述直流輸入電源(Uin)的負極連接，并與地連接；所述功率開關(guān)(S)的柵極與控制器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種包含開關(guān)電感電容結(jié)
3.如權(quán)利要求1所述的一種包含開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的高增益直流-直流變換器，其特征在于：所述第二升壓單元包括第二開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)、第六電容(Cc)和第六二極管(Dc)，所述第六電容(Cc)的正極與第五功率電感(Lm)的第二端連接；所述第六電容(Cc)的負極分別與所述第六二極管(Dc)的陽極及第二開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第一端連接；所述第二開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第二端分別與第二負載的第二端及第四電容(C4)的負極連接；所述第六二極管(Dc)的陰極分別與第二負載的第一端及第四電容(C4)的正極連接。
4.如權(quán)利要求2所述的一種包含開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的高增益直流-直流變換器，其特征在于：所述第一開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)包括第一功率電感(L1)、第二功率電感(L2)、第一電容(C1)、第一二極管(D1)和第二二極管(D2)，所述第一電容(C1)的正極與所述第一功率電感(L1)的第一端連接構(gòu)成第一開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第一端；所述第二二極管(D2)的陽極與所述第二功率電感(L2)的第二端連接構(gòu)成第一開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第二端；所述第一二極管(D1)的陽極分別與所述第一電容(C1)的負極及第二功率電感(L2)的第一端連接；所述第一二極管(D1)的陰極分別與所述第二二極管(D2)的陰極及第一功率電感(L1)的第二端連接。
5.如權(quán)利要求3所述的一種包含開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的高增益直流-直流變換器，其特征在于：所述第二開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)包括第三功率電感(L3)、第四功率電感(L4)、第二電容(C2)、第三二極管(D3)和第四二極管(D4)，所述第二電容(C2)的正極與所述第三功率電感(L3)的第一端連接構(gòu)成第二開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第一端；所述第四二極管(D4)的陽極與所述第四功率電感(L4)的第二端連接構(gòu)成第二開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第二端；所述第三二極管(D3)的陽極分別與所述第二電容(C2)的負極及第四功率電感(L4)的第一端連接；所述第三二極管(D3)的陰極分別與所述第四二極管(D4)的陰極及第三功率電感(L3)的第二端連接。
6.如權(quán)利要求2所述的一種包含開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的高增益直流-直流變換器，其特征在于：所述第五電容(Cs)的正極是第一升壓單元的輸入端。
7.如權(quán)利要求3所述的一種包含開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的高增益直流-直流變換器，其特征在于：所述第六電容(Cc)的正極是第二升壓單元的輸入端。
8.如權(quán)利要求2所述的一種包含開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的高增益直流-直流變換器，其特征在于：所述第五二極管(Ds)的陰極是第一升壓單元的輸出端。
9.如權(quán)利要求3所述的一種包含開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的高增益直流-直流變換器，其特征在于：所述第六二極管(Dc)的陰極是第二升壓單元的輸出端。
10.如權(quán)利要求1所述的一種包含開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的高增益直流-直流變換器，其特征在于：所述變換器的輸出電壓增益M＝Uo/UUin＝2D(2－D)/(1－D)，其中，Uo為第一升壓單元輸出端與第二升壓單元輸出端...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種包含開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的高增益直流-直流變換器，其特征在于：包括直流輸入電源(uin)、第五功率電感(lm)、功率開關(guān)(s)、第一升壓單元、第二升壓單元、第一負載、第二負載、第三電容(c3)和第四電容(c4)，所述第五功率電感(lm)的第一端與所述直流輸入電源(uin)的正極連接；所述第五功率電感(lm)的第二端分別與所述第一升壓單元及第二升壓單元的輸入端連接；所述第一升壓單元的輸出端分別與所述第一負載的第一端及第三電容(c3)的正極連接；所述第二升壓單元的輸出端分別與所述第二負載的第一端及第四電容(c4)的正極連接；所述第一負載的第二端與所述第三電容(c3)的負極連接；所述第二負載的第二端與所述第四電容(c4)的負極連接；所述第一負載的第二端與所述第二負載的第一端連接；所述第三電容(c3)的負極與所述第四電容(c4)的正極連接，并與地連接；所述功率開關(guān)(s)的漏極與所述第五功率電感(lm)的第二端連接；所述功率開關(guān)(s)的源極與所述直流輸入電源(uin)的負極連接，并與地連接；所述功率開關(guān)(s)的柵極與控制器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種包含開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的高增益直流-直流變換器，其特征在于：所述第一升壓單元包括第一開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)、第五電容(cs)和第五二極管(ds)，所述第五電容(cs)的正極與第五功率電感(lm)的第二端連接；所述第五電容(cs)的負極分別與所述第五二極管(ds)的陽極及第一開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第一端連接；所述第一開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第二端分別與第一負載的第二端及第三電容(c3)的負極連接；所述第五二極管(ds)的陰極分別與第一負載的第一端及第三電容(c3)的正極連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種包含開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的高增益直流-直流變換器，其特征在于：所述第二升壓單元包括第二開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)、第六電容(cc)和第六二極管(dc)，所述第六電容(cc)的正極與第五功率電感(lm)的第二端連接；所述第六電容(cc)的負極分別與所述第六二極管(dc)的陽極及第二開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第一端連接；所述第二開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的第二端分別與第二負載的第二端及第四電容(c4)的負極連接；所述第六二極管(dc)的陰極分別與第二負載的第一端及第四電容(c4)的正極連接。
4.如權(quán)利要求2所述的一種包含開關(guān)電感電容結(jié)構(gòu)的高增益直流-直流變換器，其特征在于：所述第一...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉祚松，朱廣帥，王澤華，李春奇，張光，彭鵬，王立峰，承楠，慈強，李慶，段方，朱榮，徐德昊，周磊，張毅恒，李強，朱海琳，姚周文，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)安徽省電力有限公司蕪湖市繁昌區(qū)供電公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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