[发明专利]一种高增益宽范围输入独立输出串联型DC-DC变换器

说明书

本发明公开了一种高增益宽范围输入独立输出串联型DC‑DC变换器，包括N个变换模块，变换模块包含子模块A、子模块B、电感L_e和电容C_e。子模块A、B的变换器原边采用全桥逆变电路，副边采用高增益多倍压型半有源整流电路，将N个变换模块子模块A、B输出电容依次交错串联（子模块A‑子模块B‑子模块A…）实现光伏低压向中高压直流电网并网。将原副边脉冲移相角作为控制变量实现各输入端口光伏阵列独立最大功率点运行。本发明将子模块副边开关桥臂中点用LC功率均衡支路相连接，利用相邻副边脉冲移相角实现输出侧电容间功率流动，解决了该类变换器输入功率不匹配时输出电压不均衡问题。

技术领域

本发明涉及光伏多端口直流变换器技术领域，尤其涉及一种高增益宽范围输入独立输出串联型DC-DC变换器。

背景技术

伴随可再生能源发电技术的持续发展，分布式光伏式发电渗透率显著增长，分布式光伏发电并入中高压直流电网前景广阔。由于单个太阳能光伏阵列输出的直流电压较低，无法满足并入直流电网所需的电压等级，需要在其中引入能够把低电压泵升为高电压的高增益变换器，以接入中高压直流电网。IIOS型架构具有输入独立输出串联的特征，可在保持变换器整体单级功率变换结构的条件下同时实现多输入端口独立控制与串联高增益输出，该型变换器拓扑架构简洁清晰、是实现高效率、高增益、多输入支路直流升压变换的理想方案。IIOS变换器的升压范围取决于子模块的数量与子模块的升压能力，因此子模块需要具有高增益宽范围运行能力，以降低子模块元件电压应力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种高增益宽范围输入独立输出串联型DC-DC变换器。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种高增益宽范围输入独立输出串联型DC-DC变换器，包括N个变换模块，N为大于等于2的自然数；

所述变换模块包含子模块A、子模块B、电感L_e和电容C_e；

所述子模块A包括光伏阵列A、滤波电容C_inA、开关管S_1A、开关管S_2A、开关管S_3A、开关管S_4A、开关管Q_1A、开关管Q_2A、变压器A、电感L_SMA、电容C_1A、电容C_2A、电容C_sc1A、电容C_sc2A、二极管D_1A和二极管D_2A；

所述开关管S_1A的漏极分别和所述开关管S_3A的漏极、滤波电容C_inA的一端、光伏阵列A的正极相连，开关管S_1A的源极分别和所述变压器A原边线圈的一端、开关管S_2A的漏极相连；

所述开关管S_2A的源极分别和所述开关管S_4A的源极、滤波电容C_inA的另一端、光伏阵列A的负极相连；

所述开关管S_3A的源极分别和所述变压器A原边线圈的另一端、开关管S_4A的漏极相连；

所述开关管Q_1A的漏极分别和所述二极管D_1A的正极、电容C_1A的一端相连，开关管Q_1A的源极分别和所述变压器A副边线圈的一端、开关管Q_2A的漏极、电容C_sc1A的一端、电感L_e的一端相连；

所述电容C_1A的另一端分别和电感L_SMA的一端、电容C_2A的一端相连；

所述电感L_SMA的另一端和所述变压器A副边线圈的另一端相连；