新型交错并联双向DC/DC变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型交错并联双向DC/DC变换器，属于变换器领域，包括第一、第二滤波电容、第一、第二电感、开关管电路和RCD缓冲电路，第一滤波电容并联在电源的两端，第一电感和第二电感的一端均连接在电源的正极，第一电感的另一端连接有开关电容和第一开关电路，开关电容的另一端正极连接第二开关管电路，第二滤波电容并联在负载的两端，RCD缓冲电路并联在每个开关管电路的两端。本实用新型专利技术通过在变换器电路中增设开关电容和RCD缓冲电路，解决了电感电流不能自动均流、变换器效率低的问题，具有输入电流与输出电流纹波小、开关器件电压应力低、输入输出电压变换比大、各相电感电流自动均流，尖峰脉冲得到有效抑制的优点。

A novel interleaved parallel bidirectional DC/DC converter

The utility model discloses a novel interleaved bi-directional DC/DC converter, which belongs to the field of converter, which comprises a first and a second filter capacitor, the first and the second inductor, switch circuit and RCD buffer circuit, two ends of the first filter capacitor in parallel with the power supply, the positive end of the first inductor and the second inductor are connected to the power supply, the first the inductor is connected with the other end of the switch capacitor and a first switch circuit, the other end of the cathode switch capacitor is connected with the second switch tube circuit, second filter capacitor load in parallel at both ends of the RCD buffer circuit is connected in parallel at both ends of open circuit in each switch tube. The utility model by adding a switch capacitor and RCD buffer circuit in converter circuit, the inductor current can not solve the automatic flow, low efficiency of transformation, with the input current and the output current ripple and the voltage stress of switches, low input voltage ratio, the phase inductance current automatic current sharing. The advantages of pulse can be effectively suppressed by.

【技术实现步骤摘要】
新型交错并联双向DC/DC变换器
本技术属于变换器领域，特别是涉及一种新型交错并联双向DC/DC变换器。
技术介绍
随着传统化石能源(如石油、煤炭、天然气等)的迅速消耗，以及由此带来的世界能源危机和环境污染等问题的日益加剧，合理开发和利用绿色可再生能源已成为人类的迫切需要。对于可再生能源而言，太阳能光伏发电、风力发电和燃料电池动力系统受到了人们越来越多的重视，而如何将这些新能源并网发电，变换为用户可以直接利用的电能，是分布式发电领域主要的研究方向。由于分布式能源其自身并没有能量储存的功能，因此现今分布式发电系统大多数都是含有辅助存储系统，从而形成含有储能系统的复合式发电系统。该系统一般由分布式电源、单向DC/DC变换器、双向DC/DC变换器、蓄电池，直流母线、逆变器以及负载等构成。在储能系统中，如图1所示，双向变换器承担着能量双向输送的任务，因而其作用在整个储能系统中占有重要的地位。传统的DC/DC变换器有非隔离型三电平双向DC/DC变换器、新型零电压开关双向DC/DC变换器和单端正激带同步整流技术的双向DC/DC变换器。非隔离型三电平双向DC/DC变换器虽然具有开关电压应力低和输入/输出电流纹波小的特点，但变换器的变换比并没有得到提升，且由于飞跨电容的存在，需要对其采取稳压电路才能使变换器正常工作，控制方案复杂；零电压开关双向DC/DC变换器和单端正激带同步整流技术的双向DC/DC变换器由于拓扑结构中变压器的存在，虽然能够实现大变换比的功能，但其体积和成本较大，且易出现磁饱和现象，因而在一些储能系统中并不适用；还有的非隔离双向直流变换器在电路中引入了一个耦合电感后，消除了开关管寄生体二极管的反向恢复问题，但该变换器并没有解决输入/输出电流纹波大的问题。近年来，大功率电源系统的广泛使用使得交错并联技术得到了快速的发展。交错并联技术因其具有低电流纹波、易于电磁干扰(electromagneticinterference，EMI)设计、动态响应快等特点而常被应用于一些电流较大的场合。在燃料电池和电动汽车等不同领域应用了交错并联技术，其主要原因是因为交错并联技术应用于双向DC/DC变换器中不仅可以有效地降低变换器开关器件的开关电流应力与输入/输出电流的纹波，还有益于提高变换器的动态响应及变换器的效率。传统的交错并联结构双向DC/DC变换器虽然具有结构简单，可靠性强的特点，但该电路存在以下缺点：①开关管电压应力为UH，当UH较高时不利于开关管的选取；②各模块电感电流不能自动均流，需进行均流处理；③在一些输入输出电压变换比大的场合，开关管需要工作在极端占空比状态，不利于变换器效率的提高，且限制了开关管工作频率的提升。
技术实现思路
根据以上现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是提出一种新型交错并联双向DC/DC变换器，通过在变换器电路中增设开关电容和RCD缓冲电路，解决了电感电流不能自动均流、变换器效率低的问题，具有输入电流与输出电流纹波小、开关器件电压应力低、输入输出电压变换比大、各相电感电流自动均流，尖峰脉冲得到有效抑制的优点。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种新型交错并联双向DC/DC变换器，包括电源、负载、第一滤波电容Cb、第二滤波电容Cd、第一电感L1、第二电感Lf、开关管电路和RCD缓冲电路，开关管电路包括第一开关管电路、第二开关管电路、第三开关管电路和第四开关管电路，第一滤波电容Cb并联在电源的两端，第一电感L1和第二电感Lf的一端均连接在电源的正极，第一电感L1的另一端连接有开关电容Cf和第一开关电路，开关电容Cf的另一端正极连接第二开关管电路，第二开关管电路的另一端连接负载的正极，第二电感Lf的另一端连接第三开关管电路和第四开关管电路，第四开关管电路的另一端连接的开关电容Cf的正极，第二滤波电容Cd并联在负载的两端，第一开关管电路和第三开关管电路的另一端均连接在电源的负极和负载的负极之间，RCD缓冲电路并联在每个开关管电路的两端。上述电路中，所述开关管电路包括一个开关管和一个二极管，二极管的阴极连接开关管的漏极，二极管的阳极连接开关管的源极。所述第一开关管电路中的漏极分别连接第一电感L1和开关电容Cf的负极，第一开关管电路中的源极连接电源的负极。所述第二开关管电路中的源极连接开关电容的正极，第二开关管电路中的漏极连接负载的正极。所述第三开关管中的源极连接电源的负极，第三开关管中的漏极连接第二电感Lf。所述第三开关管电路中的源极连接第二电感Lf，第三开关管电路中的漏极连接开关电容Cf的正极。所述RCD缓冲电路包括电阻R、电容C和二极管D，电容C串联电阻R，二极管D并联在电阻R的两端。本技术提供的新型交错并联双向DC/DC变换器具有：1、输入电流与输出电流纹波小；2、开关器件电压应力低；3、输入输出电压变换比大；4、各相电感电流自动均流；5、尖峰脉冲得到良好抑制。附图说明下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：图1为含储能系统的复合式发电系统；图2为新型交错并联双向DC/DC变换器；图3为新型交错并联双向DC/DC变换器Boost模式下模态1的等效电路；图4为新型交错并联双向DC/DC变换器Boost模式下模态2和模态4的等效电路；图5为新型交错并联双向DC/DC变换器Boost模式下模态3的等效电路；图6为新型交错并联双向DC/DC变换器Boost模式下电路的主要工作波形；图7为新型交错并联双向DC/DC变换器Buck模式下模态1的等效电路；图8为新型交错并联双向DC/DC变换器Buck模式下模态2和模态4的等效电路；图9为新型交错并联双向DC/DC变换器Buck模式下模态3的等效电路；图10为新型交错并联双向DC/DC变换器Buck模式下电路的主要工作波形。图中：Ub、Ud分别为蓄电池和负载；Cb、Cd、Cf分别为第一、第二滤波电容和开关电容；S1、S2、Sf1、Sf2分别为第一、第二、第三、第四开关管；D1、D2、Df1和Df2分别为第一、第二、第三和第四体二极管；L1、Lf分别为第一和第二电感；iL1、iLf分别为第一电感和第二电感的电流。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，本技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。如图2所示，新型交错并联双向DC/DC变换器包括电源、负载、第一滤波电容Cb、第二滤波电容Cd、第一电感L1、第二电感Lf、开关管电路和RCD缓冲电路，开关管电路包括第一开关管电路、第二开关管电路、第三开关管电路和第四开关管电路，第一滤波电容Cb并联在电源的两端，第一电感L1和第二电感Lf的一端均连接在电源的正极，第一电感L1的另一端连接有开关电容Cf和第一开关电路，开关电容Cf的另一端正极连接第二开关管电路，第二开关管电路的另一端连接负载的正极，第二电感Lf的另一端连接第三开关管电路和第四开关管电路，第四开关管电路的另一端连接的开关电容Cf的正极，第二滤波电容Cd并联在负载的两端，第一开关管电路和第三开关管电路的另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型交错并联双向DC/DC变换器，其特征在于，包括电源、负载、第一滤波电容C

【技术特征摘要】
1.一种新型交错并联双向DC/DC变换器，其特征在于，包括电源、负载、第一滤波电容Cb、第二滤波电容Cd、第一电感L1、第二电感Lf、开关管电路和RCD缓冲电路，开关管电路包括第一开关管电路、第二开关管电路、第三开关管电路和第四开关管电路，第一滤波电容Cb并联在电源的两端，第一电感L1和第二电感Lf的一端均连接在电源的正极，第一电感L1的另一端连接有开关电容Cf和第一开关电路，开关电容Cf的另一端正极连接第二开关管电路，第二开关管电路的另一端连接负载的正极，第二电感Lf的另一端连接第三开关管电路和第四开关管电路，第四开关管电路的另一端连接的开关电容Cf的正极，第二滤波电容Cd并联在负载的两端，第一开关管电路和第三开关管电路的另一端均连接在电源的负极和负载的负极之间，RCD缓冲电路并联在每个开关管电路的两端。2.根据权利要求1所述的新型交错并联双向DC/DC变换器，其特征在于，所述开关管电路包括一个开关管和一个二极管，二极管的阴极连...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾龙，张春，何慧云，张星宇，方露，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34