[实用新型]一种模块化输入相数可调的高升压隔离型DC-DC变换器

说明书

一种模块化输入相数可调的高升压隔离型DC/DC变换器。相比现有的方案，其输入相数可自由调节，且各输入相可自动均流，使得变换器的控制策略简单。所提变换器第一个模块由一个电感、一个主功率开关及其漏源极寄生电容、一个箝位辅助开关及箝位电容、一个变压器及其漏感、n‑1个电容和二极管所构成，其它模块均由一个电感、一个主功率开关及其漏源极寄生电容、一个箝位辅助开关及箝位电容、一个变压器及其漏感、n个电容和二极管所构成，通过调节n的大小即可实现对变换器输入输出增益及开关器件电压应力的调节，通过模块数的调节即可实现对变换器中开关器件电流应力的调节。此外变换器中开关管实现了零电压导通、二极管实现了零电流关断。较适用于需要电气隔离的大容量高增益升压变换场合。

技术领域

本发明涉及一种隔离型直流-直流变换器，具体是一种模块化输入相数可调的高升压隔离型DC/DC变换器。

背景技术

近年来，海上风力发电技术发展迅速，其直流汇流场中通常需要数十倍甚至更高的电压增益，所处理的功率容量更是高达数兆瓦甚至更高，现有的方案难以适用，需要增益、容量更高的变换器。

现有技术中，传统的升压型隔离变换器，输出电压增益常通过扩大变压器初次级绕组的匝数比来实现，但一方面大容量高匝数比高频变压器的设计与制作难度均大，另一方面也存在开关器件电压及电流应力高的问题。针对以上问题目前所研究的变换器主要有三种：第一种是双全桥DC/DC变换器，该类变换器有软开关易实现，功率密度高，可提供电气隔离等优点，但该类变换器存在输出电压增益小，多模块并联时均流困难等问题；第二种是基于MMC技术的变换器，通过子模块之间的串并联来减小元器件应力以实现高升压，其高度模块化结构可实现冗余控制，系统可靠性高，但该类变换器通常需要复杂的控制策略且驱动电路较为复杂；第三种是LLC谐振型变换器，该类变换器的变压器励磁电感值对电压增益几乎无影响,大大简化了磁性元件的选择设计过程,并且可以通过取较大的励磁电感值来减小导通损耗，但该类变换器同样存在多模块并联运行时，各模块之间均流控制策略复杂的问题。

发明内容

为解决现有大容量高增益隔离型DC/DC变换器中所面临的器件电压电流应力高、输入输出增益低、多模块并联运行均流困难等问题。本发明提出一种模块化输入相数可调的高升压隔离型DC/DC变换器。该变换器可以通过调节模块化的输入相数实现变换器中元器件电流应力的调节，通过调节各模块中二极管与电容的数量可实现对变换器输入输出增益及开关器件电压应力的调节。同时各输入相自动均流的特点简化了控制及驱动电路的设计。

本发明采取的技术方案为：

一种模块化输入相数可调的高升压隔离型DC/DC变换器，该变换器包含一个直流输入源，m个模块，二极管D₀，输出滤波电容C₀，负载R_L。