【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变换器，具体涉及一种具有高升压比的电流连续型三端口y源dc-dc变换器。
技术介绍
1、随着为了应对全球气候变暖、能源短缺等问题，世界各国能源结构正向着清洁、低碳、可持续的方向发展，在此背景下，以太阳能为代表的可再生能源得到了广泛关注。然而，太阳能作为低压直流型清洁能源，要求其接口电路具有较高的升压比，除此之外，由于太阳能具有随机性和间歇性，因此接口变换器需要增加储能设备，以实现稳定的能量输出。
2、在升压能力方面，受寄生参数的影响，boost等传统升压变换器的实际工作电压增益通常被限制在6倍以下。而早期的阻抗源网络如z源网络、准z源网络等，升压能力有限，不能应用在高升压需求场合。在此基础上形成的开关电感型quasi-z源阻网络、级联型quasi-z源阻抗网络，利用额外的器件或级联环节提高了变换器升压能力，但受到成本、效率和寄生参数限制，实用性较差。为了进一步提高升压能力，学者将耦合电感器引入阻抗源网络，形成了以y-source为基础的一系列新型拓扑结构，其中y源增益是t源和γ源增益的组合，具有最强的通用性，可以实现更高增益的同时，设计灵活性也得到了提升。但传统y源变换器(y-source converter,ysc)存在输入电流不连续、电压应力过大等问题，为此，一系列准y源变换器(quasi-y-source converter,qysc)被提出，其中，改进型y源通过将开关管由高压侧移至低压侧，获得了更大的占空比调节范围，以及更低的开关应力和成本，能够满足小功率光伏发电系统升压需求。
3、
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种具有高升压比的电流连续型三端口y源dc-dc变换器，解决了上述
技术介绍
中的问题。
2、本专利技术的目的是这样实现的：一种具有高升压比的电流连续型三端口y源dc-dc变换器，其包括电路，所述电路上设置有光伏单元、蓄电池单元、功率单向流动的光伏端口和功率双向流动的蓄电池端口，电路拓扑设置两个开关管和一个输入电感，拓扑的端口分别与光伏单元、蓄电池单元和负载单元相连，且所有端口电流均连续。
3、进一步地，所述拓扑包括双输入工作模式、双输出工作模式、单光付输入工作模式和单蓄电池输入工作模式；所述双输入工作模式的光伏输入为12v，蓄电池电压为24v，每个周期内分为直通和非直通两种过程；
4、模态i：开关s1、s2导通，蓄电池通过lb给输入电感lpv和耦合电感lm，以及电容c1，c2充电，负载由电容c3续流；
5、模态ii：s2关断，s3导通，蓄电池给lb充电，电容c1代替蓄电池继续向其余单元供电，因此，除c1支路外，其余支路电流电流方向均不改变；
6、模态iii：s1关断，电路进入直通过程，光伏单元通过输入电感lpv，电容c2，二极管d2向输出电容c3供电，用于使负载获得稳定的电压。
7、进一步地，所述模态i的等效电路kvl有：
8、vpv-vlpv＝0
9、vbat-vlb-vc2＝0
10、
11、式中，vlpv为光伏侧输入电感电压值；vlb为蓄电池侧输入电感电压值；vlm为耦合电感励磁电感上的电压；nxy为绕组匝数比，且nxy＝nx/n；
12、所述模态ii开关s2关断、s3导通，则由kvl有：
13、vpv-vlpv＝0
14、vbat-vlb＝0
15、
16、当开关s1断开时，电路进入模态iii，开始向负载供电，由kvl有：
17、vpv-vlpv+vc1-vo＝0
18、vbat-vlb＝0
19、
20、当变换器工作在稳态，在所有模态中均有：
21、vc2＝vpv+vc1
22、根据电感lpv，lb，lm在一个周期内满足伏秒平衡，有：
23、
24、
25、
26、代入有：
27、vpvd1+(vpv+vc1-vo)(1-d1)＝0
28、可得：
29、
30、(vbat-vc2)d2+vbat(1-d2)＝0
31、解得：
32、
33、
34、
35、由式可知，电容上电压值仅与蓄电池电压和占空比有关，输出电压同时受光伏、蓄电池电压及占空比影响，对于光伏和蓄电池电压有升压控制作用。
36、进一步地，所述双输出工作模式的光伏输入为12v，蓄电池电压为24v，功率由光伏单元流向蓄电池和负载，且蓄电池充电电流连续，用于能够更好的适应新能源发电系统的应用场景。
37、进一步地，所述单光付输入工作模式的光伏输入为12v，蓄电池电压为24v；
38、模态i：当开关s1导通时，二极管d2已关断，由于漏感lk的存在，d1不立即关断，光伏单元给输入电感lpv充电，电容c2向耦合电感及电容c1充电，负载由电容c3续流；
39、模态ii：当d1关断后，电流进入模态ii，与模态i相比，仅i1下降为0，其余电路工作状态不发生变化；
40、模态iii：当开关s1关断，电路由直通进入非直通过程，d1，d2同时导通，此时光伏单元、输入电感lpv、耦合电感以及电容c1均处于放电状态，电容c2、c3被充电，能量传输到负载侧；
41、模态iv：当电容c3被充电至d2两侧电压相等，二极管d2关断，电路进入模态iv，由其余单元向电容c2充电，用于为下一个周期的能量传输做准备。
42、进一步地，所述模态i、iv为暂态模态，以模态ii、iii分别代表直通、非直通过程，对于直通过程，kvl方程为：
43、vpv-vlpv＝0
44、
45、在非直通过程，有：
46、vc2-vn1+vpv-vo＝0
47、
48、由于电感lpv,lm在一个周期内满足伏秒平衡，有：
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1.一种具有高升压比的电流连续型三端口Y源DC-DC变换器，包括电路，其特征在于：所述电路上设置有光伏单元、蓄电池单元、功率单向流动的光伏端口和功率双向流动的蓄电池端口，电路拓扑设置两个开关管和一个输入电感，拓扑的端口分别与光伏单元、蓄电池单元和负载单元相连，且所有端口电流均连续。
2.根据权利要求1所述的具有高升压比的电流连续型三端口Y源DC-DC变换器，其特征在于：所述拓扑包括双输入工作模式、双输出工作模式、单光付输入工作模式和单蓄电池输入工作模式；所述双输入工作模式的光伏输入为12V，蓄电池电压为24V，每个周期内分为直通和非直通两种过程；
3.根据权利要求2所述的具有高升压比的电流连续型三端口Y源DC-DC变换器，其特征在于：所述模态I的等效电路KVL有：
4.根据权利要求2所述的具有高升压比的电流连续型三端口Y源DC-DC变换器，其特征在于：所述双输出工作模式的光伏输入为12V，蓄电池电压为24V，功率由光伏单元流向蓄电池和负载，且蓄电池充电电流连续，用于能够更好的适应新能源发电系统的应用场景。
5.根据权利要求2所述的具
6.根据权利要求5所述的具有高升压比的电流连续型三端口Y源DC-DC变换器，其特征在于：所述模态I、IV为暂态模态，以模态II、III分别代表直通、非直通过程，对于直通过程，KVL方程为：
7.根据权利要求2所述的具有高升压比的电流连续型三端口Y源DC-DC变换器，其特征在于：所述单蓄电池输入工作模式的光伏输入为12V，蓄电池电压为24V，且该模式下S1一直导通，其升压能力依赖开关S2和输入电感Lb，并由电容C2向输出电容C3和负载充电；蓄电池单输入输出模式下，开关S1保持断开，有：
...【技术特征摘要】
1.一种具有高升压比的电流连续型三端口y源dc-dc变换器，包括电路，其特征在于：所述电路上设置有光伏单元、蓄电池单元、功率单向流动的光伏端口和功率双向流动的蓄电池端口，电路拓扑设置两个开关管和一个输入电感，拓扑的端口分别与光伏单元、蓄电池单元和负载单元相连，且所有端口电流均连续。
2.根据权利要求1所述的具有高升压比的电流连续型三端口y源dc-dc变换器，其特征在于：所述拓扑包括双输入工作模式、双输出工作模式、单光付输入工作模式和单蓄电池输入工作模式；所述双输入工作模式的光伏输入为12v，蓄电池电压为24v，每个周期内分为直通和非直通两种过程；
3.根据权利要求2所述的具有高升压比的电流连续型三端口y源dc-dc变换器，其特征在于：所述模态i的等效电路kvl有：
4.根据权利要求2所述的具有高升压比的电流连续型三端口y源dc-dc变换器，其特征在于：所述双输出工作模式...
【专利技术属性】
技术研发人员：李健，陈垒，郑城市，张楠，苗堃，贾鹏举，王毛，张胜利，贺远，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司济源供电公司，
类型：发明
国别省市：
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