[发明专利]一种基于全耦合电感的高增益双向软开关DC/DC变换器

说明书

本发明涉及一种基于全耦合电感的高增益双向软开关DC/DC变换器，包括6个开关管：S1、S2、S3、S4、S5、S6；2个耦合电感L1，L2与L3，L4，及独立的电感Ls，C_in为输入电容、C_out为输出电容；由于其对称性，本发明两边均可以作为输入或者输出。本发明结构任意一端均可以作为输入端或输出端，任意一端作为输入端均可以实现升压或者降压的目的；该结构在实现双向能量流动时均可以实现软开关技术；该结构控制方法简单，输出电压控制思想与传统的Buck/Boost控制思想一样。

技术领域

本发明涉及电力能源转换技术领域，特别是涉及一种基于全耦合电感的高增益双向软开关DC/DC变换器。

背景技术

在低压分布式能源系统中需要一个升压的DC/DC变换器将低压源转换为高压源进而连接负载。其首先需要将低电压升高以便来产生所需的交流市电电压，即：在实际应用中需要有较高升压比的DC/DC转换器。其次由于多数动力系统中启动与制动都会有能量流动，即：能量能在变换器中双向流动。因此高增益、高效率、高功率密度的双向DC/DC变换器是多数电压变换系统的需求。

部分研究学者添加额外的外围电路实现了Boost软开关，但需要的二极管及谐振电容、电感较多，且其只能完成能量的单向的传输。也有学者采用谐振的方法实现软开关技术，但控制方法复杂，器件参数对系统影响太大，且只能实现升压或者降压的目的。而对于既能实现能量双向传输且同时满足软开关技术的升压和降压变换器未曾发现。

发明内容

本发明提供一种基于全耦合电感的高增益双向软开关DC/DC变换器，解决现有技术中DC/DC转换系统的输入与输出端不能随意调换的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于全耦合电感的高增益双向软开关DC/DC变换器：包括六个开关管S1、S2、S3、S4、S5、S6，四个电感L1、L2、L3、L4，电感Ls，输入电容C_in、输出电容C_out；

所述输入电容C_in外接输入端U_in，输出电容C_out外接输出端C_out；

所述输入电容C_in的一端分别连接电感L1、电感L2，电感L1和电感L2构成耦合电感；

所述输出电容C_out的一端分别连接电感L3、电感L4，电感L3和电感L4构成耦合电感；

所述电感L1连接开关管S3，开关管S3连接开关管S5，开关管S5连接电感L3；

所述电感L2连接开关管S4，开关管S4连接开关管S6，开关管S6连接电感L4；

所述开关管S3和开关管S5之间连接开关管S2，开关管S4和开关管S6之间连接开关管S1，开关管S1和开关管S2的一端通过电感Ls相连接，开关管S2和开关管S1的另一端相连接并分别连接输入电容C_in和输出电容C_out的另一端。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明结构任意一端均可以作为输入端或输出端，任意一端作为输入端均可以实现升压或者降压的目的；该结构在实现双向能量流动时均可以实现软开关技术；该结构控制方法简单，控制思想与传统的Buck/Boost控制思想一样。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。