应用于光伏系统的一种新型三相交错并联型高增益双向DC-DC拓扑结构技术方案

本发明专利技术涉及一种应用于光伏系统的一种新型三相交错并联型高增益双向DC

【技术实现步骤摘要】
应用于光伏系统的一种新型三相交错并联型高增益双向DC
‑
DC拓扑结构


[0001]本专利技术涉及一种电力电子变换器
，尤其涉及应用于光伏系统的高增益双向DC
‑
DC拓扑结构。

技术介绍

[0002]在新能源广泛开发利用、各类能源互联互通的大背景下，直流微网、光伏系统、储能系统等得到巨大的需求和发展，作为电能转换装置的关键设备，双向DC
‑
DC变换器在实际中具有巨大的研究价值，由于非隔离型双向DC
‑
DC变换器拥有较隔离型变换器更好的经济性，因此受到了广泛的关注。
[0003]传统的非隔离型双向DC
‑
DC变换器具有较大的开关器件电流应力和电压应力，且受寄生参数的影响，传统双向DC
‑
DC变换器的电压转换比受到了限制，尤其在重载情况下，无法达到较高的升压比，传统交错并联型双向DC
‑
DC变换器虽能降低总电感电流纹波，但其电压转换比仍然有限，且当每相寄生参数不相等时，每相的电感电流会不均流，因此传统交错并联型双向DC
‑
DC变换器一般需要采用一定的电感电流均流措施。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供应用于光伏系统的一种新型三相交错并联型高增益双向DC
‑
DC拓扑结构。
[0005]本专利技术的一种应用于光伏系统的一种新型三相交错并联型高增益双向DC
‑
DC拓扑结构，采用交错控制方式，即开关器件S1、S2、S3的开关信号依次滞后120
°
，开关器件S4、S5、S6的开关信号分别与开关器件S1、S2、S3的开关信号互补，电路工作在Boost工作方式和Buck工作方式下的开关控制信号一致；
[0006]为保证拓扑的正常工作，幵关器件S1、S2、S3的占空比D需大于2/3且小于1，相应的开关器件S4、S5、S6的占空比为(1
‑
D)，应小于1/3且大于0；
[0007]在每个开关周期T
S
；，即360
°
电角度内，整个电路可分为六个阶段，六个工作阶段分别对应四种开关状态和分别对应四种电路的工作模态。
[0008]优选的，双向DC
‑
DC变换器工作在Boost运行方式时，每一个开关周期T
S
有六个工作阶段，对应四种电路模态；
[0009](1)阶段1[t0‑
t1]：开关器件S1、S2、S3导通，开关器件S4、S5、S6关断，二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6均关断，开关器件S1的平均电流应力为I
L1
，开关器件S2的平均电流应力为I
L2
，开关器件S3的平均电流应力为I
L3
，开关器件S4的平均电压应力为V
cf
，开关器件S5的平均电压应力为V
CH1
‑
V
cf
，开关器件S6的平均电压应力为V
CH2
，低压侧电源V
L
对电感L1、L2、L3充电，三个电感电流i
L1
、i
L2
、i
L3
线性增大，电容C
f
无充放电现象，其电容电压v
cf
保持不变，电容C
H1
、C
H2
对高压侧负载R
H
放电，电容电压v
CH1
、v
CH2
线性减小；
[0010](2)阶段2[t1‑
t2]：开关器件S1、S3、S5导通，开关器件S2、S4、S6关断，二极管D5导通，
二极管D1、D2、D3、D4、D6均关断，开关器件S1的平均电流应力为I
L1
，开关器件S3的平均电流应力为I
L2
+I
L3
，开关器件S5的平均电流应力为I
L2
，开关器件S2的平均电压应力为V
CH1
‑
V
cf
，开关器件S4的平均电压应力为V
CH1
，开关器件S6的平均电压应力为V
CH2
，低压侧电源V
L
对电感L1、L3充电，两个电感电流i
L1
、i
L3
线性增大，电感L2对电容C
f
和C
H1
充电，电感电流i
L2
线性减小，电容电压v
cf
线性减小，电容电压v
CH1
线性增大，电容C
H1
、C
H2
对高压侧负载R
H
放电，电容电压v
CH2
线性减小；
[0011](3)阶段3[t2‑
t3]：开关器件S1、S2、S3导通，开关器件S4、S5、S6关断，二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6均关断，开关器件S1的平均电流应力为I
L1
，开关器件S2的平均电流应力为I
L2
，开关器件S3的平均电流应力为I
L3
，开关器件S4的平均电压应力为V
cf
，开关器件S5的平均电压应力为V
CH1
‑
V
cf
，开关器件S6的平均电压应力为V
CH2
，低压侧电源V
L
对电感L1、L2、L3充电，三个电感电流i
L1
、i
L2
、i
L3
线性增大，电容C
f
无充放电现象，其电容电压v
cf
保持不变，电容C
H1
、C
H2
对高压侧负载R
H
放电，电容电压v
CH1
、v
CH2
线性减小；
[0012](4)阶段4[t3‑
t4]：开关器件S1、S2、S6导通，开关器件S3、S4、S5关断，二极管D6导通，二极管D1、D2、D3、D4、D5均关断，开关器件S1的平均电流应力为I
L1
，开关器件S2的平均电流应力为I
L2
，开关器件S6的平均电流应力为I
L3
，开关器件S3的平均电压应力为V
CH2
，开关器件S4的平均电压应力为V
cf
，开关器件S5的平均电压应力为V
CH1
+V
CH2
‑
V
cf
，低压侧电源V
L
对电感L1、L2充电，两个电感电流i
L1
、i
L2
线性增大，电感L3对电容C
H2
充电，电感电流i
L3
线性减小，电容电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于光伏系统的一种新型三相交错并联型高增益双向DC
‑
DC拓扑结构，其特征在于：采用交错控制方式，即开关器件S1、S2、S3的开关信号依次滞后120
°
，开关器件S4、S5、S6的开关信号分别与开关器件S1、S2、S3的开关信号互补，电路工作在Boost工作方式和Buck工作方式下的开关控制信号一致；为保证拓扑的正常工作，幵关器件S1、S2、S3的占空比D需大于2/3且小于1，相应的开关器件S4、S5、S6的占空比为(1
‑
D)，应小于1/3且大于0；在每个开关周期T
S
；，即360
°
电角度内，整个电路可分为六个阶段，六个工作阶段分别对应四种开关状态和分别对应四种电路的工作模态。2.根据权利要求1所述的应用于光伏系统的一种新型三相交错并联型高增益双向DC
‑
DC拓扑结构，其特征在于：双向DC
‑
DC变换器工作在Boost运行方式时，每一个开关周期T
S
有六个工作阶段，对应四种电路模态；(1)阶段1[t0‑
t1]：开关器件S1、S2、S3导通，开关器件S4、S5、S6关断，二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6均关断，开关器件S1的平均电流应力为I
L1
，开关器件S2的平均电流应力为I
L2
，开关器件S3的平均电流应力为I
L3
，开关器件S4的平均电压应力为V
cf
，开关器件S5的平均电压应力为V
CH1
‑
V
cf
，开关器件S6的平均电压应力为V
CH2
，低压侧电源V
L
对电感L1、L2、L3充电，三个电感电流i
L1
、i
L2
、i
L3
线性增大，电容C
f
无充放电现象，其电容电压v
cf
保持不变，电容C
H1
、C
H2
对高压侧负载R
H
放电，电容电压v
CH1
、v
CH2
线性减小；(2)阶段2[t1‑
t2]：开关器件S1、S3、S5导通，开关器件S2、S4、S6关断，二极管D5导通，二极管D1、D2、D3、D4、D6均关断，开关器件S1的平均电流应力为I
L1
，开关器件S3的平均电流应力为I
L2
+I
L3
，开关器件S5的平均电流应力为I
L2
，开关器件S2的平均电压应力为V
CH1
‑
V
cf
，开关器件S4的平均电压应力为V
CH1
，开关器件S6的平均电压应力为V
CH2
，低压侧电源V
L
对电感L1、L3充电，两个电感电流i
L1
、i
L3
线性增大，电感L2对电容C
f
和C
H1
充电，电感电流i
L2
线性减小，电容电压v
cf
线性减小，电容电压v
CH1
线性增大，电容C
H1
、C
H2
对高压侧负载R
H
放电，电容电压v
CH2
线性减小；(3)阶段3[t2‑
t3]：开关器件S1、S2、S3导通，开关器件S4、S5、S6关断，二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6均关断，开关器件S1的平均电流应力为I
L1
，开关器件S2的平均电流应力为I
L2
，开关器件S3的平均电流应力为I
L3
，开关器件S4的平均电压应力为V
cf
，开关器件S5的平均电压应力为V
CH1
‑
V
cf
，开关器件S6的平均电压应力为V
CH2
，低压侧电源V
L
对电感L1、L2、L3充电，三个电感电流i
L1
、i
L2
、i
L3
线性增大，电容C
f
无充放电现象，其电容电压v
cf
保持不变，电容C
H1
、C
H2
对高压侧负载R
H
放电，电容电压v
CH1
、v
CH2
线性减小；(4)阶段4[t3‑
t4]：开关器件S1、S2、S6导通，开关器件S3、S4、S5关断，二极管D6导通，二极管D1、D2、D3、D4、D5均关断，开关器件S1的平均电流应力为I
L1
，开关器件S2的平均电流应力为I
L2
，开关器件S6的平均电流应力为I
L3
，开关器件S3的平均电压应力为V
CH2
，开关器件S4的平均电压应力为V
cf
，开关器件S5的平均电压应力为V
CH1
+V
CH2
‑
V
cf
，低压侧电源V
L
对电感L1、L2充电，两个电感电流i
L1
、i
L2
线性增大，电感L3对电容C
H2
充电，电感电流i
L3
线性减小，电容电压v
CH2
线性增大，电容C
f
无充放电现象，其电容电压v
cf
保持不变，电容C
H1
、C
H2
对高压侧负载R
H
放电，电容电压v
CH1
、v
CH2
线性减小；(5)阶段5[t4‑
t5]：开关器件S1、S2、S3导通，开关器件S4、S5、S6关断，二极管D1、D2、D3、D4、
D5、D6均关断，开关器件S1的平均电流应力为I
L1
，开关器件S2的平均电流应力为I
L2
，开关器件S3的平均电流应力为I
L3
，开关器件S4的平均电压应力为V
cf
，开关器件S5的平均电压应力为V
CH1
‑
V
cf
，开关器件S6的平均电压应力为V
CH2
，低压侧电源V
L
对电感L1、L2、L3充电，三个电感电流i
L1
、i
L2
、i
L3
线性增大，电容C
f
无充放电现象，其电容电压v
cf
保持不变，电容C
H1
、C
H2
对高压侧负载R
H
放电，电容电压v
CH1
、v
CH2
线性减小；(6)阶段6[t5‑
t6]：开关器件S2、S3、S4导通，开关器件S1、S5、S6关断，二极管D4导通，二极管D1、D2、D3、D5、D6均关断，开关器件S2的平均电流应力为I
L1
+I
L2
，开关器件S3的平均电流应力为I
L3
，开关器件S4的平均电流应力为I
L1
，开关器件S1的平均电压应力为V
cf
，开关器件S5的平均电压应力为V
CH1
‑
V
cf
，开关器件S6的平均电压应力为V
CH2
，低压侧电源V
L
对电感L2、L3充电，两个电感电流i
L2
、i
L3
线性增大，...

【专利技术属性】
技术研发人员：章科，
申请(专利权)人：江苏东润智联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：