利索能及
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专利号: 2022111249633
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可实现蓄电池电流零纹波的ZVS高增益储能变换器,其特征在于,包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4;

所述第一电感L1的一端与低压侧电源UL的正极相连;

所述第一电感L1的另一端与所述第二电感L2的一端、所述第一电容C1的负极连接;

所述第二电感L2的另一端与所述第一开关管S1的漏极、所述第二开关管S2的源极、所述第三开关管S3的源极连接;

所述第三电感L3的一端与所述第二开关管S2的漏极、所述第一电容C1的正极、所述第二电容C2的正极连接;

所述第三电感L3的另一端与所述第三开关管S3的漏极、所述第四开关管S4的源极连接;

所述第一开关管S1的源极与所述低压侧电源UL、所述第二电容C2的负极、所述第三电容C3的负极连接;

所述第四开关管S4的漏极与所述第三电容C3的正极连接;

所述第三电容C3的正极与高压侧电源UH的正极连接;

所述第三电容C3的负极与所述高压侧电源UH的负极连接;

所述第一开关管S1与所述第三开关管S3的驱动信号相同,所述第二开关管S2与所述第四开关管S4的驱动信号相同;

所述第一开关管S1与所述第二开关管S2互补导通;

所述第一电感L1工作与电流连续模式,且电流纹波为零;

所述第二电感L2和所述第三电感L3均工作于电流双向流通模式。

2.根据权利要求1所述的ZVS高增益储能变换器,其特征在于,所述第一电感L1,第二电感L2、第三电感L3的电感设计方案如下;

所述第一电感L1的电感量应满足:

式中,UL为低压侧电源端电压,UH为高压侧电源端电压,Po,max为输出功率的最大值,fs为开关频率;

所述第二电感L2的电感量应满足:

式中,D1为第一开关管S1驱动信号的占空比,IL2,val为Boost模式下第二电感电流的谷值,通常取:‑0.5A~‑1A;

所述第三电感L3的电感量应满足:

式中,IL3,val为Boost模式下第三电感电流的谷值,通常取:‑2A~‑3A。

3.根据权利要求1所述的ZVS高增益储能变换器,其特征在于,所述ZVS高增益储能变换

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器在Boost模式下的理想电压增益为1/(1‑D1),在Buck模式下的理想电压增益为D2,其中,D2为第二开关管S2驱动信号的占空比。

4.根据权利要求1所述的ZVS高增益储能变换器,其特征在于,所述第一开关管S1、所述第二开关管S2、所述第三开关管S3、所述第四开关管S4在Boost模式与Buck模式下均实现ZVS开通。

5.根据权利要求1所述的ZVS高增益储能变换器,其特征在于,所述第一开关管S1的电压应力为 所述第三开关管S3的电压应力为

6.根据权利要求1所述的ZVS高增益储能变换器,其特征在于,所述第一开关管S1、所述第二开关管S2、所述第三开关管S3、所述第四开关管S4均为N沟道MOS管。