本发明专利技术提供一种含电流纹波补偿桥臂的交错并联升压变换器，涉及电力电路技术领域，包括：功率输出桥臂，连接于电源和负载之间，用以输出主路电流；纹波补偿桥臂，与所述功率输出桥臂并联，用以输出辅路电流；以及稳压电容，其一端连接于所述功率输出桥臂的输出端，其另一端接地；其中，所述主路电流的纹波电流与所述辅路电流的纹波电流相互抵消。本发明专利技术可以有效消除电流纹波，提高燃料电池的效率，且本发明专利技术通过相数的切换，可保证不同输入电流下的运行效率。效率。效率。
【技术实现步骤摘要】
一种含电流纹波补偿桥臂的交错并联升压变换器
[0001]本专利技术涉及电力电路
，具体涉及一种含电流纹波补偿桥臂的交错并联升压变换器。
技术介绍
[0002]燃料电池作为一种将化学能直接转化为电能的发电设备，被认为是最具潜力的绿色能源之一。其中，质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel by the battery，PEMFC)具有清洁发电、高可靠性、高效率和低噪声的优点，已经开始逐渐应用到新能源汽车的研发当中。为了使燃料电池可以稳定的输出电压，并实现对输出电压的控制，通常会在燃料电池和汽车电机之间接入DC/DC变换器。但接入的DC/DC变换器将会产生输出电流纹波，而电流纹波会导致燃料电池效率的降低，并且当纹波过大时，将会严重地影响燃料电池的使用寿命。
[0003]现有技术中，通常采用多相交错并联的方式，来减小DC/DC变换器的输出电流纹波。然而，当DC/DC变换器的相数较少时，电流纹波仍然较大；而当DC/DC相数过多时，其模型将会变的十分复杂，难以直接应用。因此，存在待改进之处。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的之一在于提供一种含电流纹波补偿桥臂的交错并联升压变换器，可用于解决电流纹波影响燃料电池效率和寿命的问题，可满足不同工况下燃料电池的性能要求。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种含电流纹波补偿桥臂的交错并联升压变换器，包括：
[0006]功率输出桥臂，连接于电源和负载之间，用以输出主路电流；
[0007]纹波补偿桥臂，与所述功率输出桥臂并联，用以输出辅路电流；以及
[0008]稳压电容，其一端连接于所述功率输出桥臂的输出端，其另一端接地；
[0009]其中，所述主路电流的纹波电流与所述辅路电流的纹波电流相互抵消。
[0010]于本专利技术一实施例中，所述功率输出桥臂包括多个并联的升压电路。
[0011]于本专利技术一实施例中，所述升压电路包括：
[0012]主路电感，连接于所述电源的输出端；
[0013]续流管，其正极连接所述主路电感，其负极连接所述负载；
[0014]主路场效管，其源极接地，其漏极连接于所述主路电感和所述续流管之间，其栅极接入主路开关函数。
[0015]于本专利技术一实施例中，所述升压电路的数量为N个，N个所述升压电路的开关函数在时间上分别相差1/N个开关周期。
[0016]于本专利技术一实施例中，各个所述升压电路中的元件参数相同。
[0017]于本专利技术一实施例中，所述纹波补偿桥臂包括：
[0018]辅路电感，连接于所述电源的输出端；
[0019]第一辅路场效应管，与所述辅路电感串联；
[0020]第二辅路场效应管，其源极接地，其漏极连接于所述辅路电感和所述辅路电感之间，其栅极接入辅路开关函数；
[0021]稳流电容，其一端连接于所述第一辅路场效应管的源极，其另一端连接于所述功率输出桥臂的输出端。
[0022]于本专利技术一实施例中，所述辅路电感和所述主路电感的电感值相同。
[0023]于本专利技术一实施例中，所述主路电流的电流斜率满足以下公式：
[0024][0025]其中，表示所述主路输出电流的电流斜率，N表示所述功率输出桥臂中的升压电路的数量,表示所述升压电路的开关函数，D表示所述升压电路的占空比。
[0026]于本专利技术一实施例中，当时，所述主路输出电流的纹波电流升高，关断所述第一辅路场效应管，开启所述第二辅路场效应管。
[0027]于本专利技术一实施例中，当时，所述主路输出电流的纹波电流降低，开启所述第一辅路场效应管，关断所述第二辅路场效应管。
[0028]如上所述，本专利技术提供的一种含电流纹波补偿桥臂的交错并联升压变换器，具有以下有益效果：本专利技术可以有效的消除电流纹波，提高燃料电池的效率，且本专利技术通过相数的切换，保证不同输入电流下的运行效率。
附图说明
[0029]图1显示为本专利技术提供的一种含电流纹波补偿桥臂的交错并联升压变换器的拓扑结构图。
[0030]图2显示为本专利技术一实施例中功率输出桥臂的拓扑结构图。
[0031]图3显示为本专利技术一实施例中三相交错并联仿真实验结果示意图。
[0032]图4显示为本专利技术一实施例中升压变换器效率与输入电流的关系曲线图。
[0033]图5显示为本专利技术一实施例中四相交错并联电路在开始时的电流图。
[0034]图6显示为本专利技术一实施例中四相交错并联电路在稳态时的电流图。
[0035]图7显示为本专利技术一实施例中六相交错并联电路在切相时的电流图。
[0036]图8显示为本专利技术一实施例中六相交错并联电路在切相后的电流图。
[0037]元件标号说明
[0038]10、电源；
[0039]20、功率输出桥臂；21、第一升压电路；221、主路电感；212、续流管；213、主路场效管；22、第二升压电路；23、第三升压电路；
[0040]30、纹波补偿桥臂；31、辅路电感；32、第一辅路场效应管；33、第二辅路场效应管；
34、稳流电容；
[0041]40、稳压电容；
[0042]50、负载。
具体实施方式
[0043]以下将参照附图和优选实施例来说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的保护范围。
[0044]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0045]请参阅图1至图8，本专利技术提供一种含电流纹波补偿桥臂的交错并联升压变换器，可应用于电力电路
，具体可应用于燃料电池的升压变换。本专利技术采用了交错并联升压(boost)电路与补偿电路相结合的方法，实现了电流纹波的消除。并且本专利技术通过相数的切换，保证不同输入电流下的运行效率，满足了对于不同工况下燃料电池的性能要求。下面将通过具体的实施例进行详细描述。
[0046]请参阅图1所示，在本专利技术的一个实施例中，含电流纹波补偿桥臂的交错并联升压变换器可包括：功率输出桥臂20、纹波补偿桥臂30和稳压电容40。其中，功率输出桥臂20可连接于电源10和负载50之间，功率输出桥臂20可用于接入电源10提供的输入电流I
in
和输入电压V
in
，同时输出主路电流I
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和输出电压V
o
。纹波补偿桥臂30可与功率输出桥臂20并联，纹本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含电流纹波补偿桥臂的交错并联升压变换器，其特征在于，包括：功率输出桥臂，连接于电源和负载之间，用以输出主路电流；纹波补偿桥臂，与所述功率输出桥臂并联，用以输出辅路电流；以及稳压电容，其一端连接于所述功率输出桥臂的输出端，其另一端接地；其中，所述主路电流的纹波电流与所述辅路电流的纹波电流相互抵消。2.根据权利要求1所述的含电流纹波补偿桥臂的交错并联升压变换器，其特征在于，所述功率输出桥臂包括多个并联的升压电路。3.根据权利要求2所述的含电流纹波补偿桥臂的交错并联升压变换器，其特征在于，所述升压电路包括：主路电感，连接于所述电源的输出端；续流管，其正极连接所述主路电感，其负极连接所述负载；主路场效管，其源极接地，其漏极连接于所述主路电感和所述续流管之间，其栅极接入主路开关函数。4.根据权利要求3所述的含电流纹波补偿桥臂的交错并联升压变换器，其特征在于，所述升压电路的数量为N个，N个所述升压电路的开关函数在时间上分别相差1/N个开关周期。5.根据权利要求2所述的含电流纹波补偿桥臂的交错并联升压变换器，其特征在于，各个所述升压电路中的元件参数相同。6.根据权利要求3所述的含电流纹波补偿桥臂的交错并联升压变换...
【专利技术属性】
技术研发人员：施永，车智康，苏建徽，解宝，赖纪东，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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