一种适用于光伏或燃料电池发电系统的高增益变换器的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于电力电子【技术领域】，具体涉及一种适用于光伏或燃料电池发电系统的高增益交错并联BOOST变换器。该变换器是由两个直流电源和两个并联升压模块构成，如图1所示。该新型变换器有两个输入端，即一个变换器可对应两块单体太阳能或燃料电池，是应用于光伏或燃料电池发电系统的双电源输入的变换器，具有大功率变换的功能。与传统的BOOST变换器相比，该变换器还具有电压增益高、开关电压应力低和输出电流纹波小的特点，适用于光伏或燃料电池发电系统。
【专利说明】一种适用于光伏或燃料电池发电系统的高增益变换器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力电子【技术领域】，具体涉及一种适用于光伏或燃料电池发电系统的高增益变换器
【背景技术】
[0002]目前，直流升压变换器在光伏或燃料电池并网发电系统中得到了广泛的应用。常规的两相交错并联BOOST变换器具有输出电流纹波小和变换器功率大的优点，但其电压增益相对较小，当前级光伏或燃料电池输出电压低时，该变换器的升压不能满足逆变器的高压要求。为了达到升压效果，也有文献提出将两级交错并联BOOST变换器级联作为前级升压变换器，但该变换器的效率有明显的降低，由于级联故障率加倍，增加变换器级数不利于系统效率的提升和性能的改善。因此研究新型的高增益高效率的直流变换器，有着重要的理论意义和实用价值。
【发明内容】
[0003]为了解决上述现有技术的不足，
[0004]本实用新型提供一种适用于光伏或燃料电池发电系统的高增益变换器，电路结构简单，易于控制，能有效提高升压增益和变换器效率。本实用新型的变换器和传统的两相交错并联BOOST变换器相比，增加了一路输出电源和一个储能电容，即可实现上述的优良性倉泛。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种适用于光伏或燃料电池发电系统的高增益变换器，包括两个不共地的直流输入电源(U1、U2)、两个输入滤波电容(Cll、C22)、两个升压电感(L1、L2)、两个功率开关管(Ql、Q2)、两个单向整流二极管(D1、D2)和两个中间储能电容(Cl、C2)，同时电容(C2)又作为输出滤波电容直接与负载连接，具体连接方式:直流输入电源(Ul)的正极分别与电感(LI)的一端和电容(Cll)的正极相连，电感(LI)的另一端分别与开关管(Ql)的漏极和二极管(Dl)的阳极相连，二极管(Dl)的阴极分别与电容(Cl)的正极和二极管(D2)的阳极相连，电源(Ul)的负极分别与电容(ClUCl)的负极和开关管(Ql)的源级相连，电源(U2)的正极分别与电感(L2)的一端和电容(C22)的正极相连，电感(L2)的另一端分别与电源(Ul)的负极和开关管(Q2)的漏极相连，电源(U2)的负极分别与电容(C22、C2)的负极和开关管(Q2)的源级相连，电容(C2)的正极分别与二极管(D2)的阴极和负载(RL)相连，负载(RL)的另一端与电容(C2)的负极相连。工作时，开关管(Ql)和(Q2)交替导通，当开关管(Ql)断开时，电源(Ul)和电感(LI)的感应电压一起向电容(Cl)充电，实现初步升压，当开关管(Q2)断开时，电源(U2)、电感(L2)的感应电压和电容(Cl) 一起向电容(C2)充电，进一步提升电压，所以与传统的交错并联BOOST变换器相比，升压变比提高一倍，开关管的电压应力降低了 一倍。
[0006]本实用新型的有益效果是，与现有技术相比，本实用新型的变换器具有更高的升压变比和更大的功率转化能力，同时降低了功率开关管的电压应力，且控制电路简单。本实用新型的变换器作为双输出电源输入系统，一个变换器可对应两块单体太阳能或燃料电池，与传统变换器相比，节约一半的变换器，降低设计成本，非常适用于光伏或燃料电池发电系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]附图1是本实用新型的一种适用于光伏或燃料电池发电系统的高增益变换器的拓扑结构图。
[0008]附图2是该变换器工作模态I的等效电路图。
[0009]附图3是该变换器工作模态2和模态4的等效电路图。
[0010]附图4是该变换器工作模态3的等效电路图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图详细描述本实用新型的【具体实施方式】:如附图1所示，本实用新型的变换器包括两个不共地的直流输入电源(Ul、U2)、两个输入滤波电容(Cll、C22)、两个升压电感(L1、L2)、两个功率开关管(Ql、Q2)、两个单向整流二极管(Dl、D2)和两个中间储能电容(Cl、C2 )，同时电容(C2 )又作为输出滤波电容直接与负载连接，具体连接方式:直流输入电源(Ul)的正极分别与电感(LI)的一端和电容(Cll)的正极相连，电感(LI)的另一端分别与开关管(Ql)的漏极和二极管(Dl)的阳极相连，二极管(Dl)的阴极分别与电容(Cl)的正极和二极管(D2)的阳极相连，电源(Ul)的负极分别与电容(ClUCl)的负极和开关管(Ql)的源级相连，电源(U2)的正极分别与电感(L2)的一端和电容(C22)的正极相连，电感(L2)的另一端分别与电源(Ul)的负极和开关管(Q2)的漏极相连，电源(U2)的负极分别与电容(C22、C2)的负极和开关管(Q2)的源级相连，电容(C2)的正极分别与二极管(D2)的阴极和负载(RL)相连，负载(RL)的另一端与电容(C2)的负极相连。
[0012]本实用新型的变换器在正常工作时有四种工作模态，
[0013]即:工作模态1，如附图2所示，开关管(Ql)断开，开关管(Q2)导通，电源(Ul)和电感(LI)通过二极管(Dl)向电容(Cl)充电，电容(C2)的电压等于电源(Ul)的电压和电感(LI)的感应电压之和，实现初步升压，同时，电感(LI)的回路电流不断减小，另外，由于开关管(Q2)导通，电源(U2)给电感(L2)充电，电感(L2)的回路电流不断增大。
[0014]工作模态2和4，如附图3所示，开关管(Ql)和开关管(Q2)都导通，电源(Ul)给电感(LI)充电，电感(LI)的回路电流不断增大，电源(U2)继续给电感(L2)充电，电感(L2)的回路电流也不断增大。
[0015]工作模态3，如附图4所示，开关管(Ql)导通，电源(Ul)继续给电感(LI)充电，电感(LI)的回路电流不断增大，开关管(Q2)断开，电源(U2)、电感(L2)和电容(Cl)通过二极管(D2)向电容(C2)充电，电感(L2)的回路电流不断减小，电容(C2)的电压等于电源(U2)的电压和电感(L2)的感应电压及电容(Cl)电压之和，再次提升电压。电容(C2)向负载(RL)
提供能量。
【权利要求】
1.一种适用于光伏或燃料电池发电系统的高增益变换器，其特征是:包括两个不共地的直流输入电源(Ul、U2)、两个输入滤波电容(Cll、C22)、两个升压电感(L1、L2)、两个功率开关管(Ql、Q2)、两个单向整流二极管(Dl、D2)和两个中间储能电容(Cl、C2)，同时电容(C2)又作为输出滤波电容直接与负载连接，具体连接方式:直流输入电源(Ul)的正极分别与电感(LI)的一端和电容(Cll)的正极相连，电感(LI)的另一端分别与开关管(Ql)的漏极和二极管(Dl)的阳极相连，二极管(Dl)的阴极分别与电容(Cl)的正极和二极管(D2)的阳极相连，电源(Ul)的负极分别与电容(C11、Cl)的负极和开关管(Ql)的源级相连，电源(U2)的正极分别与电感(L2)的一端和电容(C22)的正极相连，电感(L2)的另一端分别与电源(Ul)的负极和开关管(Q2)的漏极相连，电源(U2)的负极分别与电容(C22、C2)的负极和开关管(Q2)的源级相连，电容(C2)的正极分别与二极管(D2)的阴极和负载(RL)相连，负载(RL)的另一端与电容(C2)的负极相连。
【文档编号】H02M3/10GK203691231SQ201320848603
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】张洋, 乔双 申请人:东北师范大学