The invention relates to the technical field of power electronic power converter is proposed, a fuel cell with wide input range interleaved high step-up DC-DC converter to reduce the input current ripple and improve the efficiency of the converter, improve the converter gain and reduce the voltage stress, voltage conversion applications, make it more suitable for the fuel cell the invention, the fuel cell with wide input range interleaved high step-up DC-DC converter, the inductance L1, L2, C2, C3, capacitors C1, C4, D1, D2, D3, diode D4, power switch Q1, Q2, L1, Q1, power switch inductance and capacitance C1 C3 and diodes D1 and D2 DC step-up converter A reverse polarity output; inductance L2, capacitance C2 and Q2 power switch, C4 and D3 and D4 diode is composed of a reverse polarity output DC boost converter B. The invention is mainly applied to power electronic power conversion.
【技术实现步骤摘要】
燃料电池用宽输入范围交错并联型高效升压直流变换器
本专利技术涉及电力电子功率变换
,尤其涉及一种燃料电池用宽输入范围交错并联型高效升压直流变换器,属于燃料电池单向升压直流变换器应用场合。具体讲,涉及燃料电池用宽输入范围交错并联型高效升压直流变换器。
技术介绍
随着化石燃料的大量开采和利用,引发了一系列的能源问题和环境问题。解决环境问题的关键是要从根本上解决能源结构问题,研究开发清洁能源技术。而燃料电池正是符合这一环境需求的高效洁净能源。燃料电池等温地按电化学方式直接将化学能转化为电能。它不经过热机过程,因此不受卡诺循环的限制,能量转化效率高,环境友好,几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。与此同时,由于燃料电池具有能够输出大电流,运行较为安全、高效的特点,因此应用燃料电池的发电技术和燃料电池电动汽车的发展得到大力支持。与普通电池输出特性不同,燃料电池的输出特性较软,随着输出电流的增加,输出端电压会有明显的降落。因此燃料电池的输出端需要通过直流升压变换器,将燃料电池输出端的宽范围变化的低压升压到较高的直流母线电压。为防止因输出电流断续或纹波过大造成燃料电池的使用寿命缩短,所用变换器应输入连续且纹波较小的电流。这就要求直流升压变换器具有宽增益和高增益且输入电流纹波较小的特点。传统的隔离型升压直流变换器容易实现较高的电压增益,然而由于变压器存在漏感,会产生很大的电压应力,增加了开关损耗和电磁干扰。为了节约成本和减小变换器的体积,提高效率,需要一种宽电压增益的非隔离式升压直流变换器,使其适用于燃料电池的电压变换场合。
技术实现思路
为克服现有技术的不足,本专利技术旨 ...
【技术保护点】
一种燃料电池用宽输入范围交错并联型高效升压直流变换器,其特征是,由电感L1、L2,电容C1、C2、C3、C4,二极管D1、D2、D3、D4,功率开关Q1、Q2构成,电感L1、功率开关Q1、电容C1和C3以及二极管D1和D2组成反极性输出的直流升压变换器A;电感L2、功率开关Q2、电容C2和C4以及二极管D3和D4组成另一个反极性输出的直流升压变换器B;A的输入电压为电容C2或C4的电压与燃料电池电压Uin的叠加;B的输入电压为燃料电池电压Uin,两个反极性输出的直流升压变换器的电感L1和L2在输入端交错并联,减小输入电流纹波;两个反极性输出的直流升压变换器的电容C3和C4在输出端串联,燃料电池正输出端分别连接在两个反极性输出的直流升压变换器的电感L1、L2一端,输出电压Uo的正输出端连接B的输出电容C4的正极,输出电压Uo的负输出端连接A的输出电容C3的负极,输出电压的极性与输入电压的极性相反。
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池用宽输入范围交错并联型高效升压直流变换器,其特征是,由电感L1、L2,电容C1、C2、C3、C4,二极管D1、D2、D3、D4,功率开关Q1、Q2构成,电感L1、功率开关Q1、电容C1和C3以及二极管D1和D2组成反极性输出的直流升压变换器A;电感L2、功率开关Q2、电容C2和C4以及二极管D3和D4组成另一个反极性输出的直流升压变换器B;A的输入电压为电容C2或C4的电压与燃料电池电压Uin的叠加;B的输入电压为燃料电池电压Uin,两个反极性输出的直流升压变换器的电感L1和L2在输入端交错并联,减小输入电流纹波;两个反极性输出的直流升压变换器的电容C3和C4在输出端串联,燃料电池正输出端分别连接在两个反极性输出的直流升压变换器的电感L1、L2一端,输出电压Uo的正输出端连接B的输出电容C4的正极,输出电压Uo的负输出端连接A的输出电容C3的负极,输出电压的极性与输入电压的极性相反。2.如权利要求1所述的燃料电池用宽输入范围交错并联型高效升压直流变换器,其特征是,功率开关Q1、电容C1和二极管D1串接成环状,电容C3、二极管D2串接后并接在二极管D1两端,二极管D2负极接二极管D1正极,电感L1一端连接在功率开关Q1、电容C1之间的连接点上,电感L1另一端为正输入端;功率开关Q2、电容C2和二极管D3串接成环状,电容C4、二极管D4串接后并接在二极管D3两端,二极管D4负极接二极管D3正极,电感L2一端连接在功率开关Q2、电容C2之间的连接点上,电感L1另一端为正输入端。3.如权利要求1所述的燃料电池用宽输入范围交错并联型高效升压直流变换器,其特征是,所述直流变换器的电压增益M为:其中,d为功率开关Q1和Q2的占空比,0<d<1;输入电流纹波rin为:
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