一种组合式直流-直流变换器，由两个串联的直流电源①和两个完全对称的升压模块②，③组成，可以用来实现光伏/燃料电池等可再生直流源的低电压变换到较高电压输出。与现有的升压变换器相比，本发明专利技术的组合式直流变换器在相同占空比的情况下具有更大的升压变比，开关管的电压电流应力低，输入电流纹波小，输出电压纹波低，结构简单、控制方便等突出优点，非常适用于今后光伏/燃料电池等可再生能源并网发电系统，具有较好的应用和推广前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种组合式直流-直流变换器及其控制方法，属电力电子
技术介绍
近年来由于全球一次能源的逐渐短缺，石油价格飞涨，以及人们对环境保护的重视，推动了世界各国积极进行可再生能源与清洁能源的开发和利用，其中太阳能光伏电池和燃料电池并网发电受到了广泛关注。由于受到环境，温度等因素的影响，这些可再生能源的输出电压通常波动较大，而且单体的电压等级较低，所以目前的太阳能光伏电池或燃料电池并网发电装置一般采用两级式结构。为了将光伏或燃料电池阵列的电压提升到并网逆变器所需直流母线电压，通常将光伏或燃料电池阵列进行串联，然后采用BOOST或两相交错并联BOOST电路进行升压，这两种结构变换器的升压变比相等，当输入电压较低时，为了达到较高的输出电压，其开关导通占空比就会接近于1，这样一方面会降低变换器的效率， 同时开关频率也不易进一步提高。为了达到更高的升压变比，也有文献提出将两个BOOST 升压变换器直接级联作为前级变换器，这样增加了系统的级数和控制的复杂性，不利于系统效率的提高和性能的改善，因此研究新型高性能且具有更大升压变比的直流-直流变换器来满足后级并网逆变器的需要，有着重要的理论意义和应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提出一种具有升压功能的高性能组合式直流-直流变换器及其控制方法，这种变换器即能提高升压变比，又能有效降低变换器的开关应力，同时又能减小输入电流和输出电压的纹波，有利于延长电池的使用寿命，有效提高了变换器的性能。该变换器既适用于常规直流-直流变换器应用范围，又适用于太阳能光伏、燃料电池发电和风力发电等新能源发电系统。本专利技术所述的组合式直流-直流变换器如附图1所示，其特征在于1、一种组合式直流-直流升压变换器，适用于光伏/燃料电池发电，其特征在于 包括两个串联连接的直流输入电源(Vinl)和(Vin2)，可以是光伏电池或燃料电池，和两个完全对称的升压变换器模块②和③，以及负载1^。升压变换器模块②由两个升压电感(Li、 L3)、两个功率开关管Oil、Q3)、四个单向整流二极管(D1、D2、D3、D4)、两个中间储能电容 (C1、C3)、一个输出滤波电容(Col)组成；升压变换器模块③由两个升压电感(L2、L4)、两个功率开关管(Q2、Q4)、四个单向整流二极管(D5、D6、D7、D8)、两个中间储能电容(C2、C4)、 一个输出滤波电容(( 组成。升压变换器模块②的连接方式为两个升压电感(Li、L3) 的一端同时与输入电源(Vinl)的正极相连，电感(Li)的另一端分别与功率开关管Oil)的漏极和(Dl)的阳极连接，电感(L3)的另一端分别与功率开关管0^3)的漏极和(D2)的阳极连接，同时(Dl)的阴极分别与中间储能电容(C3)的一端相连，与二极管(D3)的阳极相连，(D2)的阴极分别与中间储能电容(Cl)的一端相连，与二极管(D4)的阳极相连，中间储3能电容(Cl)的另一端连接到Oil)的漏极，中间储能电容(C3)的另一端连接到0^3)的漏极，二极管(D3)和(D4)的阴极连接，功率开关管Oil)和0^3)的源极与输入电源(Vinl) 的负极相连，输出滤波电容(Col)的一端连接到(D3)和(D4)的阴极，另一端连接到输入电源(Vinl)的负极。2、本专利技术组合式直流-直流变换器的升压变换器模块③由两个升压电感(L2、 L4)、两个功率开关管012、Q4)、四个单向整流二极管(D5、D6、D7、D8)、两个中间储能电容 (C2、C4)、一个输出滤波电容(CM)组成；升压变换器模块③的连接方式为两个升压电感 (L2、L4)的一端同时与输入电源(Vin2)的负极相连，电感(L2)的另一端分别与功率开关管0^2)的源极和(D5)的阴极连接，电感(L4)的另一端分别与功率开关管OH)的源极和 (D6)的阴极连接，同时(D5)的阳极分别与中间储能电容(C4)的一端相连，与二极管(D7) 的阴极相连，(D6)的阳极分别与中间储能电容(C2)的一端相连，与二极管(D8)的阴极相连，中间储能电容(C2)的另一端连接到0^2)的源极，中间储能电容(C4)的另一端连接到 (Q4)的源极，二极管(D7)和(D8)的阳极连接，功率开关管0^2)和OH)的漏极与输入电源(Vin2)的正极相连，输出滤波电容(Co2)的一端连接到(D7)和(D8)的阳极，另一端连接到输入电源(Vin2)的正极，输入电源(Vin2)的正极与(Vinl)的负极连接，即(Vinl)和 (Vin2)串联；负载Rui的一端连接到(D7)和(D8)的阳极，另一端连接到(D3)和(D4)的阴极。3、本专利技术的变换器，其特征在于控制方法1为将(Ql)和0^2)看作一组同步开关，用同一个驱动信号Drivel驱动，0)3)和0)4)为另一组同步开关，用另一个驱动信号 Drive2驱动；采用驱动信号Drivel与驱动信号Drive2互补的方法控制两组开关管，即 (Ql)和(Q2)导通时，(Q3)和(Q4)关断；或当(Ql)和(Q2)关断时，(Q3)和(Q4)导通来实现变换器的运行。4、本专利技术的组合式直流-直流变换器，其特征在于控制方法2为将Oil)和0^2) 看作一组同步开关，用同一个驱动信号Drivel驱动，(Q3)和OH)为另一组同步开关，用另一个驱动信号Drive2驱动；驱动信号Drivel与驱动信号Drive2移相<相角的方法控制两组开关管，同样可以实现变换器的升压功能。本专利技术的组合式直流-直流变换器既可以实现更高传输变比的输出电压，又能有效降低开关管的电压应力，有效减小输入电流和输出电压的纹波，该变换器具有优良的性能，非常适合于今后光伏发电，燃料电池发电等场合使用，具有较好的应用和推广前景。技术方案本专利技术是通过以下技术方案实现的附图1表示本专利技术的组合式直流-直流变换器的电路结构，包括两个串联连接的直流输入电源(Vinl，Vin2)，可以是光伏电池或燃料电池，以及两个完全对称的直流升压变换器模块②和③组成。升压变换器模块②由两个升压电感(Li、L3)、两个功率开关管Oil、Q3)、四个单向整流二极管(Dl、D2、D3、D4)、两个中间储能电容(C1、C3)、一个输出滤波电容(Col)组成；升压变换器模块③由两个升压电感 (L2、L4)、两个功率开关管0!2、Q4)、四个单向整流二极管(D5、D6、D7、D8)、两个中间储能电容(C2、C4)、一个输出滤波电容(CM)组成。升压变换器模块②的连接方式为两个升压电感(L1、L3)的一端同时与输入电源(Vinl)的正极相连，电感(Li)的另一端分别与功率开关管Oil)的漏极和(Dl)的阳极连接，电感(L3)的另一端分别与功率开关管0^3)的漏极和(D2)的阳极连接，同时(Dl)的阴极分别与中间储能电容03)的一端相连，与二极管 (D3)的阳极相连，(D2)的阴极分别与中间储能电容(Cl)的一端相连，与二极管(D4)的阳极相连，中间储能电容(Cl)的另一端连接到Oil)的漏极，中间储能电容(C3)的另一端连接到0^3)的漏极，二极管(D3)和(D4)的阴极连接，功率开关管Oil)和0^3)的源极与输入电源(Vinl)的负极相连，输出滤波电容(C本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种组合式直流－直流变换器，适用于光伏／燃料电池发电系统。其特征在于：包括两个直流输入电源（Ｖｉｎ１，Ｖｉｎ２）可以是光伏电池或燃料电池，以及两个完全对称的升压变换器模块②和③组成。升压变换器模块②由两个升压电感（Ｌ１、Ｌ３）、两个功率开关管（Ｑ１、Ｑ３）、四个单向整流二极管（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４）、两个中间储能电容（Ｃ１、Ｃ３）、一个输出滤波电容（Ｃｏ１）组成；升压变换器模块③由两个升压电感（Ｌ２、Ｌ４）、两个功率开关管（Ｑ２、Ｑ４）、四个单向整流二极管（Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８）、两个中间储能电容（Ｃ２、Ｃ４）、一个输出滤波电容（Ｃｏ２）组成。升压变换器模块②的连接方式为：两个升压电感（Ｌ１、Ｌ３）的一端同时与输入电源（Ｖｉｎ１）的正极相连，电感（Ｌ１）的另一端分别与功率开关管（Ｑ１）的漏极和（Ｄ１）的阳极连接，电感（Ｌ３）的另一端分别与功率开关管（Ｑ３）的漏极和（Ｄ２）的阳极连接，同时（Ｄ１）的阴极分别与中间储能电容（Ｃ３）的一端相连，与二极管（Ｄ３）的阳极相连，（Ｄ２）的阴极分别与中间储能电容（Ｃ１）的一端相连，与二极管（Ｄ４）的阳极相连，中间储能电容（Ｃ１）的另一端连接到（Ｑ１）的漏极，中间储能电容（Ｃ３）的另一端连接到（Ｑ３）的漏极，二极管（Ｄ３）和（Ｄ４）的阴极连接，功率开关管（Ｑ１）和（Ｑ３）的源极与输入电源（Ｖｉｎ１）的负极相连，输出滤波电容（Ｃｏ１）的一端连接到（Ｄ３）和（Ｄ４）的阴极，另一端连接到输入电源（Ｖｉｎ１）的负极；...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡雪峰，章家岩，李绍铭，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：34
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