[发明专利]一种多单元二极管电容网络高增益全桥隔离型直流变换器

摘要

本发明公开了一种多单元二极管电容网络高增益全桥隔离型直流变换器，变压器T与励磁电感Lm并联后再与等效到原边的漏感Lk串联；LC滤波电路由滤波电感Lf和滤波电容Cf构成；输入电源Vdc的正极经升压电感L与全桥逆变电路的直流侧正极相连，输入电源Vdc的负极接全桥逆变电路直流侧的负极，构成升压型全桥逆变电路；本发明能够提高电压增益，减小功率器件电压应力；获得较高电压增益，同时减小功率器件电压应力；降低变压器的匝数比，减小磁性元件体积，提高功率密度；本发明利用变压器漏感和电路谐振实现主功率器件的零电流关断(ZCS)，降低开关损耗，提高电能转换效率。本发明在新能源分布式发电系统中，具有广阔的应用前景。

主权项

一种多单元二极管电容网络高增益全桥隔离型直流变换器，其特征在于，包括输入电源Vdc、升压电感L、全桥逆变电路、副边多绕组的变压器T、多个二端口二极管电容升压单元、LC滤波电路以及输出端负载RL；变压器T与励磁电感Lm并联后再与等效到原边的漏感Lk串联；LC滤波电路由滤波电感Lf和滤波电容Cf构成；输入电源Vdc的正极经升压电感L与全桥逆变电路的直流侧正极相连，输入电源Vdc的负极接全桥逆变电路直流侧的负极，构成升压型全桥逆变电路；全桥逆变电路输出侧接变压器T原边，变压器T副边第一绕组vs1与第一二端口二极管电容升压单元输入端正极性相连，变压器T副边第二绕组vs2与第二二端口二极管电容升压单元输入端反极性相连，依次类推，变压器T副边第N‑1绕组vs(N‑1)与第N‑1二端口二极管电容升压单元输入端正极性相连，变压器T副边第N绕组vsN与第N二端口二极管电容升压单元输入端反极性相连，N个二端口二极管电容升压单元的输出端顺序串联后接LC滤波电路的输入端，LC滤波电路的输出端与负载RL两端相连，其中N为正偶数；所述全桥逆变电路输出经漏感Lk即谐振电感Lk与变压器T原边相连，变压器T原边并联谐振电容Cr；所述谐振电感Lk和谐振电容Cr的参数Lk和Cr满足：(1)谐振电感电流峰值大于升压电感电流：iP=|iLk(t)|max=VC11nZr>iL---(1)]]>其中，Zr为谐振网络的阻抗；(2)谐振周期小于等于一个开关周期内所有开关管同时开通时间的两倍：Tr≤2(D‑0.5)Ts    (2)其中：iL为升压电感电流，VC11为稳态时二极管电容网络中电容电压，n为变压器变比，D为开关管导通占空比，且0.5≤D≤1，Ts为开关周期，且Ts＝1/fs，Tr为谐振网络的谐振周期，且其中fs为MOSFET的开关频率，fr为变压器漏感与电容Cr谐振网络的谐振频率。