[发明专利]一种直流-直流变换电路

说明书

本申请实施例公开了一种直流‑直流变换电路，能够在不产生共模电流的前提下，以三电平工作。本申请实施例的直流‑直流变换电路包括：输入电感、第一电容、第二电容、飞跨电容、第一开关、第二开关、第一电感、第一二极管、第一缓冲电路、第三开关、第四开关、第二电感、第二二极管和第二缓冲电路；电源、输入电感、第一二极管、第二二极管、第一电容和第二电容依次串联。飞跨电容的第一端连接在第一二极管和第二二极管之间，飞跨电容的第二端连接在第一开关和所述第三开关之间，且飞跨电容的第二端还连接在第二开关和第二电感之间。

技术领域

本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种直流-直流变换电路。

背景技术

面对当前越来越严重的能源短缺和环境污染问题，开发利用可再生能源和各种绿色能源，已经成为人类设备实现可持续发展的重要举措。太阳能作为一种新型能源，成为人类开发和利用的重要对象。

目前，利用太阳能发电是开发和利用太阳能的一种重要的手段。现有的光伏发电系统包括光伏组件和直流变换器，其中光伏组件用于将太阳能转换成直流电能，直流变换器用于对直流电能进行直流变换。

研究发现，多电平功率变换电路具备以下优点：(1)可以以较低电压容量的功率器件实现中高压和大容量的功率变化；(2)由于电平数的增加，输出的电压波形质量较高；(3)一次开关动作所产生的脉冲电压变化率较小，可以大大减轻电磁干扰问题；(4)同等谐波质量要求所需开关频率较低，可以降低开关损耗，提高功率变化效率。

因此，在实际应用中，常常会将直流-直流变换器设计成多电平功率变换电路，除了能够利用上述优点外，还能避免光伏发电系统中的功率器件承受整个母线电压。

然而，由于光伏组件对地电容较大，为了不产生共模电流，直流-直流变换电路只能以两电平工作。

发明内容

本申请实施例提供了一种直流-直流变换电路，能够在不产生共模电流的前提下，以三电平工作。

本申请实施例第一方面提供了一种直流-直流变换电路，包括：输入电感、第一电容、第二电容、飞跨电容、第一软开关单元和第二软开关单元；

第一软开关单元包括第一开关、第二开关、第一电感、第一二极管和第一缓冲电路，第二软开关单元包括第三开关、第四开关、第二电感、第二二极管和第二缓冲电路。

其中，第一开关、第二开关、第三开关和第四开关可以选择金属-氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管。

电源、输入电感、第一二极管、第二二极管、第一电容和第二电容依次串联，其中，输入电感的第一端与电源的正极连接，输入电感的第二端与第一二极管的正极连接，第一二极管的负极与第二二极管的正极连接。

电源可以是任何能够输出电流的电路模块；当直流-直流变换电路应用于光伏发电系统中时，电源可以为光伏组件。

在输入电感的第二端与电源的负极之间并联有第一支路和第二支路，第一支路包括依次串联的第一开关和第三开关，第二支路包括依次串联的第一电感、第二开关、第二电感和第四开关，第一开关和第一电感均与输入电感的第二端连接。

飞跨电容的第一端连接在第一二极管和第二二极管之间，飞跨电容的第二端连接在第一开关和第三开关之间，且飞跨电容的第二端还连接在第二开关和第二电感之间。

第一缓冲电路的第一端与第一二极管的正极连接，第一缓冲电路的第二端连接在第一电感和第二开关之间，第一缓冲电路的第三端与第一二极管的负极连接。

第二缓冲电路的第一端与飞跨电容的第二端连接，第二缓冲电路的第二端连接在第二电感和第四开关之间，第二缓冲电路的第三端连接在第一电容和第二电容之间。

在第二开关断开后，第一缓冲电路用于将第一电感的能量转移到飞跨电容，或转移到第一电容与第二电容。