[实用新型]基于三次谐波的高降压比开关电容LCLCL谐振变换器

说明书

本实用新型提出了一种基于三次谐波的高降压比开关电容LCLCL谐振变换器，主要包括：开关电容桥、五元谐振腔、变压器和全波整流模块，其中，开关电容桥包括六个开关管和五个电容，开关管之间串联，且每两个相邻开关管的两端并联一个电容；五元谐振腔包括三个谐振电容、谐振电感、励磁电感、陷波电感和陷波电容，三个谐振电容分别与开关电容桥的两个飞跨电容连接，且另一端一同与谐振电感串联，谐振电感的另一端与励磁电感串联，励磁电感与陷波电感连接，陷波电感的两端还与陷波电容两端并联；变压器的原边与五元谐振腔的励磁电感并联，变压器的副边为全波整流模块。该变换器拥有降低整流二极管电流损耗的能力，可以提高效率。

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别涉及一种基于三次谐波的高降压比开关电容LCLCL谐振变换器。

背景技术

近年来，风力发电、光伏发电等可再生能源的发展蒸蒸日上，发电成本逐渐降低，逐渐成为电能供应系统中不可或缺的重要组成部分。但是，可再生能源发电状况一般受环境影响较大，稳定性较差。故而，直流微电网应运而生。可再生能源发电的输出一般为直流电，因此接入直流微电网往往只需要通过一级DC-DC变换器升压即可。直流微电网的母线电压有400V，48V，12V等，一般通过多级降压的方式得到较低的母线电压。然而目前使用的多级降压变换器有着体积较大，效率较低与结构复杂等缺点，仍有很大的提升空间，因此关于直流微电网研究的热点之一就是高效高降压比DC-DC变换器的研究。目前比较常用的降压变换器中，LLC谐振变换器凭借其优异的性能脱颖而出。然而LLC谐振变换器仍存在以下几个致命的缺点：

(1)当变换器电压变比较高时，磁性元件体积增大，效率降低；

(2)电压输入范围有限，宽范围输入时，容易远离谐振工作点使效率降低；

(3)电路启动时往往会带来较大的浪涌冲击电流，可能会导致电路损坏。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种基于三次谐波的高降压比开关电容LCLCL谐振变换器。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出了基于三次谐波的高降压比开关电容LCLCL谐振变换器，包括：开关电容桥、五元谐振腔、变压器和全波整流模块，其中，所述开关电容桥包括六个开关管S₁-S₆和五个电容C₁-C₅，其中，所述六个开关管之间串联，且整体与所述输入电源的两端连接，每两个相邻开关管的两端并联一个电容，与输入母线串联的三个电容分别为第一输入母线电容C₁、第二输入母线电容C₂和第三输入母线电容C₃，剩余两个电容分别为逆变输出的第一飞跨电容C₄和第二飞跨电容C₅；所述五元谐振腔包括三个谐振电容C_r1-C_r3、谐振电感L_r、励磁电感L_m、陷波电感L_p和一个电容C_p，其中，第一谐振电容C_r1、第二谐振电容C_r2和第三谐振电容C_r3分别与所述开关电容桥的第一飞跨电容C₄和第二飞跨电容C₅的两端连接，且三个谐振电容的另一端连接在一点，同时与所述谐振电感L_r的一端串联，所述谐振电感L_r的另一端与所述励磁电感L_m的一端串联，所述励磁电感L_m的另一端与所述陷波电感L_p连接，所述陷波电感L_p的另一端连接所述输入电源的地线，同时所述陷波电感L_p的两端还与所述电容C_p两端并联；所述变压器的原边与所述五元谐振腔的励磁电感并联，所述变压器的副边为所述全波整流模块。