CN106788215A - 用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器，包括：输入电感、主开关单元、辅助开关单元、输出二极管、以及由谐振电容、谐振电感构成的谐振回路；输入电感的一端连接光伏电池板正极，另一端分别连接主功率开关管的高压端、谐振电感的一端、输出二极管的阳极，谐振电感的另一端连接辅助功率开关管的高压端，主功率开关管以及辅助功率开关管的低压端均连接至光伏电池板负极，输出二极管的阴极、输出电容的一端均连接输出端的正极，输出电容的另一端连接输出端的负极；谐振电容并联设置于输出二极管的两端。本发明具有结构简单、所需成本低，能够实现软开关切换，且开关损耗低、电磁干扰小以及电压转换效率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种集散电源式光伏发电技术领域，尤其涉及一种用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器。
背景技术
集散电源式光伏发电***作为近年来新兴的一种优选光伏发电***形式，既有传统的集中式并网发电***的稳定性，同是又有组串式光伏发电***的多路MPPT（最大功率点追踪）控制、发电量多等优点。集散电源式光伏发电***拓扑结构如图1所示，由光伏阵列、集散电源单元、并网逆变器组成，通常为直流/直流升压变换器形式，实现光伏阵列的功率输出最大化控制（MPPT）。集散电源式光伏发电中，集散电源单元作为整个发电***的关键组件，它的转换效率将直接影响到发电***的发电效率和发电输出量，因此通常要求能够高效率的执行直流/直流电压转换。
目前的直流/直流升压变换电路典型的如图2所示，包括输入滤波电感L、功率开关管Q、输出二极管D以及输出电容Co，假设所有的器件为理想特性的器件，各器件输出波形如图3所示。首先开通功率开关管Q，输入滤波电感L中电流直线增加，其结果将输入电源的能量转换并储存到了输入滤波电感L中；此后关断功率开关管Q，Q中的电流降至零，输入滤波电感L中的电流有功率开关管Q换流到输出二极管D，将输入滤波电感器L中的能量输出到输出端口，同时输入滤波电感L中的电流直线减少，其存储的电能也随之减少；通过重复以上功率开关管Q的开通、关断动作，完成将输入端的低压电能源源不断地转换成高压电能并传输到输出端。
上述直流/直流升压变换电路中，功率开关管及二极管的开通、关断动作是通过硬开关切换，如图4所示，功率开关管Q在开通和关断过程中都会产生电流、电压的重叠，从而产生开关损耗，输出二极管D在关断时由于固有的反向恢复特性也会产生开关损耗；开关损耗随电路开关频率的增大而增大，高频动作时将会产生巨大的损耗，会严重影响电路的转换效率，因此传统的直流/直流升压变换电路实际中转换效率较低，不能满足光伏集散电源的电压变换要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、所需成本低，能够实现软开关切换，且开关损耗低 、电磁干扰小以及电压转换效率高的用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器，包括：输入电感L、主开关单元、辅助开关单元、输出二极管D、以及由谐振电容Cr、谐振电感Lr构成的谐振回路；所述主开关单元包括反向并联连接的主功率开关管以及二极管；所述辅助开关单元包括反向并联连接的辅助功率开关管以及二极管；
所述输入电感L的一端连接光伏电池板正极，另一端分别连接所述主功率开关管的高压端、所述谐振电感Lr的一端、所述输出二极管D的阳极，所述谐振电感Lr的另一端连接所述辅助功率开关管的高压端，所述主功率开关管以及所述辅助功率开关管的低压端均连接至光伏电池板负极，所述输出二极管D的阴极、所述输出电容Co的一端均连接输出端Vo的正极，所述输出电容Co的另一端连接输出端Vo的负极；
所述谐振电容Cr并联设置于所述输出二极管D的两端。
作为本发明的进一步改进：还包括第一二极管D1、第二二极管D2以及吸收电容C1；
所述第一二极管D1的阳极分别连接所述谐振电感Lr、所述辅助功率开关管的高压端，所述第一二极管D1的阴极连接所述第二二极管D2的阳极，所述第二二极管D2的阴极连接输出端Vo的正极；所述吸收电容C1的一端连接所述输出二极管D的阳极，另一端分别连接所述第一二极管D1的阴极、所述第二二极管D2的阳极。
作为本发明的进一步改进：还包括分别与所述主功率开关管、辅助功率开关管连接的控制器单元，所述控制器单元控制先开通所述辅助功率开关管单元，所述谐振电感Lr、谐振电容Cr组成的谐振回路完成谐振过程后控制开通所述主功率开关管，再控制依次关断所述辅助功率开关管、所述主功率开关管，以完成低压至高压的转换。
作为本发明的进一步改进：所述主功率开关管、辅助功率开关管均为IGBT功率开关管。
用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器，包括：输入电感L、主开关单元、辅助开关单元、输出二极管D、由谐振电容Cr、由谐振电感Lr构成的谐振回路以及反向电流抑制二极管；所述主开关单元包括反向并联连接的主功率开关管以及二极管；所述辅助开关单元包括反向并联连接的辅助功率开关管以及二极管；
所述输入电感L的一端连接光伏电池板正极，另一端分别连接所述主功率开关管的高压端、所述谐振电感Lr的一端、所述输出二极管D的阳极，所述谐振电感Lr的另一端连接所述辅助功率开关管的高压端，所述主功率开关管以及所述辅助功率开关管的低压端均连接至光伏电池板负极，所述输出二极管D的阴极、所述输出电容Co的一端均连接输出端Vo的正极，所述输出电容Co的另一端连接输出端Vo的负极；
所述谐振电容Cr并联设置于所述输出二极管D的两端；
所述反向电流抑制二极管的阳极设置在所述谐振电感Lr、所述辅助功率开关管之间。
作为本发明的进一步改进：还包括第一二极管D1、第二二极管D2以及吸收电容C1；
所述第一二极管D1的阳极分别连接所述谐振电感Lr、所述辅助功率开关管的高压端，所述第一二极管D1的阴极连接所述第二二极管D2的阳极，所述第二二极管D2的阴极连接输出端Vo的正极；所述吸收电容C1的一端连接所述输出二极管D的阳极，另一端分别连接所述第一二极管D1的阴极、所述第二二极管D2的阳极。
作为本发明的进一步改进：所述反向电流抑制二极管的阳极分别连接所述谐振电感Lr、所述第一二极管D1的阳极，所述反向电流抑制二极管的阴极与所述辅助功率开关管的高压端连接。
作为本发明的进一步改进：所述反向电流抑制二极管的阳极连接所述谐振电感Lr，阴极分别连接所述第一二极管D1的阳极、所述辅助功率开关管的高压端。
作为本发明的进一步改进：还包括分别与所述主功率开关管、辅助功率开关管连接的控制器单元，所述控制器单元控制先开通所述辅助功率开关管单元，所述谐振电感Lr、谐振电容Cr组成的谐振回路完成谐振过程后控制开通所述主功率开关管，再控制依次关断所述辅助功率开关管单元、所述主功率开关管，以完成低压至高压的转换。
作为本发明的进一步改进：所述主功率开关管、辅助功率开关管分别为IGBT功率开关管。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器，包括输入电感、主开关单元、辅助开关单元、输出二极管、以及由谐振电容、谐振电感构成的谐振回路，由输入电感、主开关单元、输出二极管以及输出电容构成的主开关电路，实现对输入电压的升压变换功能，同时由辅助功率开关管与包括谐振电感、谐振电容的谐振回路构成辅助开关电路，辅助功率开关管与主功率开关管轮流切换开通，开通过程中通过谐振回路限制电压和电流的变化率，能够实现功率开关管以及二极管的软切换，减少开关电磁干扰，且通过输出二极管两端并联的谐振电容，既可降低主功率开关管的开关损耗，又可降低输出二极管的反向恢复开关损耗，因而能够最大限度地减少、甚至消除功率开关管和二极管的开关损耗，从而最大限度的提高***的转换效率，满足光伏集散电源的转换需求。
附图说明
图1是集散式光伏发电***的拓扑结构示意图。
图2是现有的直流/直流升压变换器的结构示意图。
图3是现有的直流/直流升压变换器的输出波形示意图。
图4是现有的直流/直流升压变换器的开关损耗波形示意图。
图5是本发明实施例1用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器的结构示意图。
图6是本发明实施例1中直流/直流升压变换器各部件的输出波形示意图。
图7是本发明实施例2中直流/直流升压变换器的第一种结构示意图。
图8是本发明实施例2中直流/直流升压变换器的第二种结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1：
如图5所示，本实施例用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器包括：输入电感L、主开关单元、辅助开关单元、输出二极管D、以及由谐振电容Cr、谐振电感Lr构成的谐振回路；主开关单元包括反向并联连接的主功率开关管以及二极管；辅助开关单元包括反向并联连接的辅助功率开关管以及二极管；输入电感L的一端连接光伏电池板正极，另一端分别连接主功率开关管的高压端、谐振电感Lr的一端、输出二极管D的阳极，谐振电感Lr的另一端连接辅助功率开关管的高压端，主功率开关管以及辅助功率开关管的低压端均连接至光伏电池板负极，输出二极管D的阴极、输出电容Co的一端均连接输出端Vo的正极，输出电容Co的另一端连接输出端Vo的负极；谐振电容Cr并联设置于输出二极管D的两端。
本实施例中，主功率开关管、辅助功率开关管均为IGBT，分别为主功率开关管Q以及辅助功率开关管Qa，其中具体由主功率开关管Q的集电极与输入电感器L连接，辅助功率开关管Qa的集电极与谐振电感Lr连接，主功率开关管Q、辅助功率开关管Qa的发射极均与光伏电池板的负极连接。当然主功率开关管、辅助功率开关管也可以根据实际需求采用其他类型功率开关管。
本实施例上述直流/直流升压变换器，由输入电感L、主开关单元、输出二极管D以及输出电容Co构成主开关电路，实现对输入电压的升压变换功能，通过PWM（pulse widthmodulation，脉宽调制）控制主功率开关管动作即可控制功率变换；同时，由辅助功率开关管与包括谐振电感Lr、谐振电容Cr的谐振回路构成辅助开关电路，辅助功率开关管与主功率开关管轮流切换开通，开通过程中通过谐振回路限制电压和电流的变化率，能够实现功率开关管以及二极管的软切换，减少开关电磁干扰，且通过输出二极管D两端并联的谐振电容Cr，既可降低主功率开关管Q的开关损耗，又可降低输出二极管D的反向恢复开关损耗，因而能够最大限度地减少、甚至消除功率开关管和二极管的开关损耗，从而最大限度的提高***的转换效率，满足光伏集散电源的转换需求。
上述直流/直流升压变换器能够最大限度的减小开关损耗，此时大幅度提高开关频率对转换效率影响较小，本实施例基于上述直流/直流升压变换器，进一步通过减小滤波器参数，还可大幅减小***的重量体积。
本实施例中，还包括第一二极管D1、第二二极管D2以及吸收电容C1；第一二极管D1的阳极连接至谐振电感Lr、辅助功率开关管之间，第一二极管D1的阴极连接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极连接输出端Vo的正极；吸收电容C1的一端连接输出二极管D的阳极，另一端连接至第一二极管D1、第二二极管D2之间。
如图5所示，本实施例具体由输入电感器L的第一端与光伏电池板的正极连接，输入电感器L的第二端与功率开关管Q的集电极、谐振电感器Lr的第一端、谐振电容Cr的第一端、吸收电容C1的第一端、输出二极管D的阳极连接，功率开关管Q的发射极与光伏电池板的负极连接，谐振电感器Lr的第二端与辅助功率开关管Qa的集电极、功率二极管D1的阳极连接，辅助功率开关管Qa的发射极与光伏电池板的负极连接，功率二极管D1的阴极与吸收电容C1的第二端、功率二极管D2的阳极连接，功率二极管D2的阴极与输出二极管D的阴极、输出电容Co的正极、谐振电容Cr的第二端连接、输出电容Co的负极与光伏电池板的负极连接，输出端Vo的正负极分别与输出电容Co的正负极连接。
本实施例中，还包括分别与主功率开关管、辅助功率开关管连接的控制器单元，控制器单元控制先开通辅助功率开关管单元，谐振电感Lr、谐振电容Cr组成的谐振回路完成谐振过程后控制开通主功率开关管，再控制依次关断辅助功率开关管单元、主功率开关管，以完成低压至高压的转换。
本实施例上述直流/直流升压变换器工作时，在主功率开关管Q开通前，开通辅助功率开关管Qa，启动由谐振电感Lr、谐振电容Cr组成的谐振回路，实现输出二极管的软关断，并将主功率开关管Q两端电压拉至零伏，此时再开通主功率开关管Q，可实现主功率开关管Q的零电压开通；同时，由于辅助功率开关管Qa开通时因谐振电感Lr电流为零，即实现辅助功率开关管Qa零电流开通；且主辅功率开关管Q、Qa关断时，由谐振电容Cr、吸收电容C1可维持功率开关管两端电压在关断过程中处在零附近，即实现功率开关管零电压关断，即通过本实施例上述直流/直流升压变换器，能够实现各功率开关管、二极管的开通、关断动作的软开关切换。
如图6所示为本实施例上述直流/直流升压变换器正常工作时各部件电压电流波形，为便于分析，忽略各功率开关管和无源器件的导通压降，上述直流/直流升压变换器具体包括以下6种工作模式：
模式1：主功率开关管Q和辅助功率开关管Qa均处于截止状态。输入电感器L中的能量通过输出二极管D传递给输出侧；此时流过谐振电感Lr的电流为零，谐振电容Cr和吸收电容C1两端的电压也为零；流过输入电感L中的电流以 (Vo-Vin)/L的斜率递减，其中Vo为输出电压值、Vin为输入电压值；
模式2：辅助功率开关管Qa开通，谐振电感Lr的电流从零开始线性增加，输出二极管D的电流线性减小，直至等于输出二极管D的器件固有的反向恢复电流值。此模式中谐振电容Cr两端电压仍然为零，主功率开关管Q两端电压与输出电压Vo相等。由于流进辅助开关管Qa的电流与谐振电感Lr的电流相同，开通过程中谐振电感Lr电流维持在微小值，辅助功率开关管Qa开通近似为零电流开通，开通损耗可忽略不计；
模式3：谐振电感Lr的电流持续增加，输出二极管D反向恢复电流开始减小至自然关断。此时谐振电感Lr与 谐振电容Cr开始谐振，谐振电容Cr通过谐振电感Lr充电直至输出电压值Vo，同时主功率开关管Q两端电压降至零，谐振过程结束。由于与输出二极管D并联的谐振电容Cr抑制了输出二极管D的反向电压的增长，使得二极管D反向恢复开关损耗大大减小，可忽略不计；
模式4：当主功率开关管Q两端电压降至零时，其体二极管自然导通，两端电压箝位于零，此时主功率开关管Q施加开通信号。由于主功率开关管Q已自然导通，不产生开通损耗，即为零电压开通；
模式5：辅助开关管Qa施加关断信号，由于吸收电容C1的存在，使得辅助功率开关管Qa两端电压升高的速度变慢，即辅助功率开关管Qa可以实现软关断。该模式下，谐振电感Lr经过第一二极管D1向吸收电容C1充电，直至流过谐振电感Lr的电流为零，完成主功率开关管Q的导通状态转换；
模式6：主功率开关管Q关断动作，由于谐振电容Cr的存在，主功率开关管Q两端电压缓慢上升，在低电压状态下即可完成从导通到截止的软关断转换。之后，输入电感L电流向谐振电容Cr及吸收电容C1反向充电，直至电压到零，此后通过输出二极管D流向输出母线；
通过以上6个模式的周期性执行，可实现从低压输入功率转换成高压输出功率的功率转换，且转换过程中功率开关管、二极管均为软开关切换，能够最大限度的减小开关损耗，提高转换效率。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，不同在于在谐振电感Lr、辅助功率开关管之间还设置有反向电流抑制二极管，即本实施例用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器具体包括：输入电感L、主功率开关管、辅助功率开关管、输出二极管D、由谐振电容Cr、由谐振电感Lr构成的谐振回路以及反向电流抑制二极管；输入电感L的一端连接光伏电池板正极，另一端分别连接主功率开关管的高压端、谐振电感Lr的一端、输出二极管D的阳极，谐振电感Lr的另一端连接辅助功率开关管的高压端，主功率开关管以及辅助功率开关管的低压端均连接至光伏电池板负极，输出二极管D的阴极、输出电容Co的一端均连接输出端Vo的正极，输出电容Co的另一端连接输出端Vo的负极；谐振电容Cr并联设置于输出二极管D的两端；反向电流抑制二极管的阳极设置在谐振电感Lr、辅助功率开关管之间。
若辅助功率开关管的体结电容量值较大，主功率开关管导通期间在谐振电感Lr中可能产生持续的反向电流，会产生的额外导通损耗。本实施例通过在辅助功率开关管与谐振电感Lr之间布置反向电流抑制二极管，可以抑制反向电流的产生。
如图7所示为本实施例直流/直流升压变换器第一种结构，具体反向电流抑制二极管D3的阳极分别连接谐振电感Lr、第一二极管D1的阳极，反向电流抑制二极管D3的阴极与辅助功率开关管的高压端连接。主功率开关管、辅助功率开关管分别为IGBT功率开关管（Q、Qa）。
如图8所示为本实施例直流/直流升压变换器第二种结构，具体反向电流抑制二极管D3的阳极连接谐振电感Lr，阴极分别连接第一二极管D1的阳极、辅助功率开关管的高压端。主功率开关管、辅助功率开关管分别为IGBT功率开关管（Q、Qa）。
本实施例与实施例1相同的，还包括第一二极管D1、第二二极管D2以及吸收电容C1；第一二极管D1的阳极连接至谐振电感Lr、辅助功率开关管之间，第一二极管D1的阴极连接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极连接输出端Vo的正极；吸收电容C1的一端连接输出二极管D的阳极，另一端连接至第一二极管D1、第二二极管D2之间。
本实施例与实施例1相同的，还包括分别与主功率开关管、辅助功率开关管连接的控制器单元，控制器单元控制先开通辅助功率开关管单元，谐振电感Lr、谐振电容Cr组成的谐振回路完成谐振过程后控制开通主功率开关管，再控制依次关断辅助功率开关管单元、主功率开关管，以完成低压至高压的转换。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器，其特征在于包括：输入电感L、主开关单元、辅助开关单元、输出二极管D、以及由谐振电容Cr、谐振电感Lr构成的谐振回路；所述主开关单元包括反向并联连接的主功率开关管以及二极管；所述辅助开关单元包括反向并联连接的辅助功率开关管以及二极管；
所述输入电感L的一端连接光伏电池板正极，另一端分别连接所述主功率开关管的高压端、所述谐振电感Lr的一端、所述输出二极管D的阳极，所述谐振电感Lr的另一端连接所述辅助功率开关管的高压端，所述主功率开关管以及所述辅助功率开关管的低压端均连接至光伏电池板负极，所述输出二极管D的阴极、所述输出电容Co的一端均连接输出端Vo的正极，所述输出电容Co的另一端连接输出端Vo的负极；
所述谐振电容Cr并联设置于所述输出二极管D的两端。
2.根据权利要求1所述的用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器，其特征在于：还包括第一二极管D1、第二二极管D2以及吸收电容C1；
所述第一二极管D1的阳极分别连接所述谐振电感Lr、所述辅助功率开关管的高压端，所述第一二极管D1的阴极连接所述第二二极管D2的阳极，所述第二二极管D2的阴极连接输出端Vo的正极；所述吸收电容C1的一端连接所述输出二极管D的阳极，另一端分别连接所述第一二极管D1的阴极、所述第二二极管D2的阳极。
3.根据权利要求1或2所述的用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器，其特征在于：还包括分别与所述主功率开关管、辅助功率开关管连接的控制器单元，所述控制器单元控制先开通所述辅助功率开关管单元，所述谐振电感Lr、谐振电容Cr组成的谐振回路完成谐振过程后控制开通所述主功率开关管，再控制依次关断所述辅助功率开关管、所述主功率开关管，以完成低压至高压的转换。
4.根据权利要求1或2所述的用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器，其特征在于，所述主功率开关管、辅助功率开关管均为IGBT功率开关管。
5.用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器，其特征在于包括：输入电感L、主开关单元、辅助开关单元、输出二极管D、由谐振电容Cr、由谐振电感Lr构成的谐振回路以及反向电流抑制二极管；所述主开关单元包括反向并联连接的主功率开关管以及二极管；所述辅助开关单元包括反向并联连接的辅助功率开关管以及二极管；
所述输入电感L的一端连接光伏电池板正极，另一端分别连接所述主功率开关管的高压端、所述谐振电感Lr的一端、所述输出二极管D的阳极，所述谐振电感Lr的另一端连接所述辅助功率开关管的高压端，所述主功率开关管以及所述辅助功率开关管的低压端均连接至光伏电池板负极，所述输出二极管D的阴极、所述输出电容Co的一端均连接输出端Vo的正极，所述输出电容Co的另一端连接输出端Vo的负极；
所述谐振电容Cr并联设置于所述输出二极管D的两端；
所述反向电流抑制二极管的阳极设置在所述谐振电感Lr、所述辅助功率开关管之间。
6.根据权利要求5所述的用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器，其特征在于：还包括第一二极管D1、第二二极管D2以及吸收电容C1；
所述第一二极管D1的阳极分别连接所述谐振电感Lr、所述辅助功率开关管的高压端，所述第一二极管D1的阴极连接所述第二二极管D2的阳极，所述第二二极管D2的阴极连接输出端Vo的正极；所述吸收电容C1的一端连接所述输出二极管D的阳极，另一端分别连接所述第一二极管D1的阴极、所述第二二极管D2的阳极。
7.根据权利要求6所述的用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器，其特征在于：所述反向电流抑制二极管的阳极分别连接所述谐振电感Lr、所述第一二极管D1的阳极，所述反向电流抑制二极管的阴极与所述辅助功率开关管的高压端连接。
8.根据权利要求6所述的用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器，其特征在于：所述反向电流抑制二极管的阳极连接所述谐振电感Lr，阴极分别连接所述第一二极管D1的阳极、所述辅助功率开关管的高压端。
9.根据权利要求5～8中任意一项所述的用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器，其特征在于：还包括分别与所述主功率开关管、辅助功率开关管连接的控制器单元，所述控制器单元控制先开通所述辅助功率开关管单元，所述谐振电感Lr、谐振电容Cr组成的谐振回路完成谐振过程后控制开通所述主功率开关管，再控制依次关断所述辅助功率开关管单元、所述主功率开关管，以完成低压至高压的转换。
10.根据权利要求5～8中任意一项所述的用于光伏集散电源的软开关直流/直流升压变换器，其特征在于，所述主功率开关管、辅助功率开关管分别为IGBT功率开关管。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102017115000A1 (de) * | 2017-07-05 | 2019-01-10 | Hochschule Osnabrück | Photovoltaikeinheit, Photovoltaiksystem, Verfahren zum Betrieb einer Photovoltaikeinheit sowie Verfahren zum Betrieb eines Photovoltaiksystems |
| CN109217660A (zh) * | 2017-06-30 | 2019-01-15 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 直流/直流升压变换器 |
| CN109412197A (zh) * | 2017-08-18 | 2019-03-01 | 丰郅(上海)新能源科技有限公司 | 可产生载波信号的用于光伏组件功率优化的电压转换电路 |
| CN110277912A (zh) * | 2018-03-15 | 2019-09-24 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种直流升压变换电路 |
| CN114123803A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-03-01 | 深圳市羲和未来科技有限公司 | 兼容户用光伏储能与移动光伏储能的降压隔离设备 |
| CN114679049A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-06-28 | 浙江艾飞科电气科技有限公司 | 一种高效率零电压转换变换器 |
| CN116488456A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-07-25 | 深圳市恒运昌真空技术有限公司 | 电压变换电路及电压变换器 |
| US11894762B2 (en) | 2019-08-15 | 2024-02-06 | Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. | Direct current-direct current conversion circuit |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1236545C (zh) * | 2000-04-28 | 2006-01-11 | Tdk股份有限公司 | 电力变换装置 |
| US20060176719A1 (en) * | 2005-02-08 | 2006-08-10 | Junpei Uruno | Soft switching DC-DC converter |
| CN201699584U (zh) * | 2010-06-22 | 2011-01-05 | 上海寅稞电子科技有限公司 | 用于太阳能分布式发电的高效率升压型变换器 |
-
2016
- 2016-12-30 CN CN201611257346.5A patent/CN106788215A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1236545C (zh) * | 2000-04-28 | 2006-01-11 | Tdk股份有限公司 | 电力变换装置 |
| US20060176719A1 (en) * | 2005-02-08 | 2006-08-10 | Junpei Uruno | Soft switching DC-DC converter |
| CN201699584U (zh) * | 2010-06-22 | 2011-01-05 | 上海寅稞电子科技有限公司 | 用于太阳能分布式发电的高效率升压型变换器 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| HSING-FU LIU ET AL.: "Implementation of ZVT soft switching technique in a single-phase PFC rectifier for server power supply", 《 POWER ELECTRONICS AND MOTION CONTROL CONFERENCE, 2000. PROCEEDINGS. IPEMC 2000. THE THIRD INTERNATIONAL》 * |
| 张矛盾等: "新型Boost ZVT-PWM变换器在光伏***中的应用", 《电力电子技术》 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109217660A (zh) * | 2017-06-30 | 2019-01-15 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 直流/直流升压变换器 |
| CN109217660B (zh) * | 2017-06-30 | 2021-04-27 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 直流/直流升压变换器 |
| DE102017115000A1 (de) * | 2017-07-05 | 2019-01-10 | Hochschule Osnabrück | Photovoltaikeinheit, Photovoltaiksystem, Verfahren zum Betrieb einer Photovoltaikeinheit sowie Verfahren zum Betrieb eines Photovoltaiksystems |
| CN109412197A (zh) * | 2017-08-18 | 2019-03-01 | 丰郅(上海)新能源科技有限公司 | 可产生载波信号的用于光伏组件功率优化的电压转换电路 |
| CN109412197B (zh) * | 2017-08-18 | 2022-10-14 | 丰郅(上海)新能源科技有限公司 | 可产生载波信号的用于光伏组件功率优化的电压转换电路 |
| CN110277912A (zh) * | 2018-03-15 | 2019-09-24 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种直流升压变换电路 |
| CN110277912B (zh) * | 2018-03-15 | 2021-01-22 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种直流升压变换电路 |
| US11894762B2 (en) | 2019-08-15 | 2024-02-06 | Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. | Direct current-direct current conversion circuit |
| CN114123803A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-03-01 | 深圳市羲和未来科技有限公司 | 兼容户用光伏储能与移动光伏储能的降压隔离设备 |
| CN114679049A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-06-28 | 浙江艾飞科电气科技有限公司 | 一种高效率零电压转换变换器 |
| CN116488456A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-07-25 | 深圳市恒运昌真空技术有限公司 | 电压变换电路及电压变换器 |
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