一种双源单电感低噪声降压变换器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种双源单电感低噪声降压变换器及其控制方法，属于电力电子变换器技术领域。所述双源单电感低噪声降压变换器由两个输入直流源、三个电容、四个开关管、一个电感和一个输出负载构成。本发明专利技术在双源输入条件下，通过单电感可实现输出电压宽范围调节，能够降低系统共模噪声，通过控制四个开关管交错工作，降低了电感电流纹波，具有双源输入，电压输出范围宽，共模噪声低，体积小，效率高的优势，适用于光伏能源系统。适用于光伏能源系统。适用于光伏能源系统。

【技术实现步骤摘要】
一种双源单电感低噪声降压变换器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种直流变换器，属于电力电子变换及直流供电系统领域。

技术介绍

[0002]随着功率半导体技术的发展，直流供电的技术和经济优势逐渐体现。美国、日本和欧洲等国家和地区于20世纪90年代便开始了数据通信中心直流配电的研究，而军舰、航空以及混合电动汽车等特殊应用领域的直流区域配电技术也日趋成熟。在光伏发电领域，直流配电网成为当下研究热点。分布式光伏中压直流变换器作为分布式直流发电系统的核心装备，可以将光伏1000V以下的低压直流转换为中压直流并网发电，但由于光伏电池板存在对地寄生电容，光伏直流配电存在严重的传导电磁干扰问题，尤其开关器件较高的dv/dt造成的共模噪声，显著降低了供电效率和质量。因此，国家重点研发计划“智能电网技术与装备”专项在2018年立项“分布式光伏多端口接入直流配电系统关键技术和装备”。
[0003]目前针对直流配电系统的共模噪声，主要存在抵消、隔断和降低三种抑制方法。抵消方法有阻抗平衡、抵消绕组、有源对消等，隔断方法有设置屏蔽层、共模滤波等，降低方法有分布式供电、构造Y电容回路等。降低共模噪声由于不能从根本上消除共模噪声，大多数场合很少使用该方法，而大部分抵消和隔断的方法一定程度上都增加了电路的冗余性，设置屏蔽层的方法较为先进，但该方法针对的是隔离变换器，通过隔断变压器绕组间位移电流降低共模噪声，对于非隔离变换器显然不适用。

技术实现思路

专利技术目的：
[0004]本专利技术针对现有技术的不足，提供一种双源单电感低噪声降压变换器及其控制方法，能够在满足直流供电能力的同时降低共模噪声的影响。技术方案：
[0005]为实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：
[0006]一种双源单电感低噪声降压变换器，它包括两个输入直流源、三个电容、四个开关管、一个电感和一个输出负载；
[0007]第一输入直流源(V
in1
)的正端连于第二开关管(S
D1
)的漏极、第一输入电容(C
in1
)的一端、输出电容(C
o
)的一端和输出负载(R
o
)的正端，第一输入直流源(V
in1
)的负端连于第一开关管(S
B1
)的源极和第一输入电容(C
in1
)的另一端，电感(L
b
)的一端、第一开关管(S
B1
)的漏极和第二开关管(S
D1
)的源极连接于点a；第二输入直流源(V
in2
)的正端连于第三开关管(S
B2
)的漏极、第二输入电容(C
in2
)的一端、输出电容(C
o
)的另一端和输出负载(R
o
)的负端，第二输入直流源(V
in2
)的负端连于第四开关管(S
D2
)的源极和第二输入电容(C
in2
)的另一端，电感(L
b
)的另一端、第三开关管(S
B2
)的源极和第四开关管(S
D2
)的漏极连接于点b。
[0008]所述第一开关管(S
B1
)、第二开关管(S
D1
)、第三开关管(S
B2
)和第四开关管(S
D2
)开关频率相等，第一开关管(S
B1
)和第二开关管(S
D1
)互补导通，第三开关管(S
B2
)和第四开关管
(S
D2
)互补导通，第一开关管(S
B1
)和第三开关管(S
B2
)的开通时刻相差半个开关周期
[0009]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0010](1)适用于双输入场合，通过单电感实现输出电压宽范围调节；
[0011](2)在不增加冗余电路结构情况下实现低系统共模噪声；
[0012](3)电感绕组损耗小，效率高。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0014]附图1是本专利技术双源单电感低噪声降压变换器及其控制方法的电路结构图；
[0015]附图2是本专利技术双源单电感低噪声降压变换器及其控制方法的等效噪声模型图；
[0016]附图3是本专利技术双源单电感低噪声降压变换器及其控制方法的控制方法示意图；
[0017]附图4是本专利技术双源单电感低噪声降压变换器及其控制方法的实验波形；
[0018]以上附图中的符号名称：V
in1
、V
in2
分别是第一、第二输入直流源；C
in1
、C
in2
分别是第一、第二输入电容；S
B1
、S
D1
、S
B2
、S
D2
分别是第一、第二、第三、第四开关管；L
b
是电感；C
o
是输出电容；R
o
是输出负载；V
o
是输出电压；v1、v2分别是第一、第二等效噪声源；a、b分别是第一、第二高频电压跳变点；C
g1
、C
g2
分别是第一、第二输入直流源V
in1
、V
in2
的对地电容；i是噪声电流；i
CM1
和i
CM2
是第一、第二共模电流；t
o
、t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8、t9是时间；u
GS
是开关管驱动；i
Lb
是电感L
b
的电流；D1、D2分别是第一、第三开关管S
B1
、S
B2
的占空比。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]需要注意的是，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”，“第三”，“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“左”、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双源单电感低噪声降压变换器，它包括两个输入直流源、三个电容、四个开关管、一个电感和一个输出负载；其特征在于：第一输入直流源(V
in1
)的正端连于第二开关管(S
D1
)的漏极、第一输入电容(C
in1
)的一端、输出电容(C
o
)的一端和输出负载(R
o
)的正端，第一输入直流源(V
in1
)的负端连于第一开关管(S
B1
)的源极和第一输入电容(C
in1
)的另一端，电感(L
b
)的一端、第一开关管(S
B1
)的漏极和第二开关管(S
D1
)的源极连接于点a；第二输入直流源(V
in2
)的正端连于第三开关管(S
B2
)的漏极、第二输入电容(C
in2
)的一端、输出电容(C
o
)的另一端和输出负载(R

【专利技术属性】
技术研发人员：佘龙，吴红飞，邢岩，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：