三端口電流型雙向升降壓高頻隔離型DC?DC變換器，屬于電能變換技術領域，為解決現有三端口隔離型DC?DC變換器電流應力大、功率耦合的問題。本發明兩個電流型變換器結構相同，包括兩個功率開關、一個電感和橋式變換器，兩個功率開關串聯，公共連接點連接電感，然后連接到橋式變換器中，在電壓源和電流源之間轉換；第一電流型變換器中的橋式變換器連接第一繞組，第二電流型變換器中的橋式變換器連接第二繞組；橋式變換器連接第三繞組；第一電流型變換器、第二電流型變換器和橋式變換器分別包括一個直流正極端和一個直流負極端；通過第一電流型變換器、第二電流型變換器和橋式變換器實現三個端口之間的功率傳遞。本發明用于電能變換。

技術領域

本發明涉及一種三端口電流型雙向升降壓高頻隔離型DC-DC變換器，屬于電能變換技術領域。

背景技術

以蓄電池、超級電容為代表的儲能系統在電網二次調頻、電動車儲能源、清潔能源發電功率平抑等領域獲得了廣泛應用。對于蓄電池和超級電容而言，蓄電池的能量密度要遠大于超級電容，而且成本要遠小于超級電容，但是其功率密度比較小，尤其是充放電速度不能過快，否則會嚴重影響自身壽命。而超級電容具有較大的功率密度，允許頻繁大功率充放電。因此，目前的儲能系統中普遍采用蓄電池和超級電容的混合式儲能結構，以同時實現高能量密度、高功率密度和長壽命。

在包含蓄電池和超級電容的混合儲能系統中，需要隔離型DC-DC變換器實現對蓄電池和超級電容的充放電控制。現有隔離型DC-DC變換器對蓄電池和超級電容的充放電控制主要采用兩種方案：

1、常用方案是采用兩個獨立的隔離型DC-DC變換器分別連接蓄電池和超級電容，這種結構可以實現蓄電池和超級電容的獨立功率控制，但是兩個獨立的隔離型DC-DC變換器結構復雜，總體損耗和成本均較大。

2、第二種方案是采用基于三繞組隔離變壓器的三端口DC-DC變換器結構，這種結構的兩個端口分別連接蓄電池和超級電容，第三個端口作為整個混合儲能系統的總輸出端口實現和外界的功率傳遞。這種結構相比于兩個獨立的DC-DC變換器結構省去了一個變換器，在成本、體積和效率等方面均具有明顯優勢。

但是，現有隔離型三端口DC-DC變換器普遍采用基于電壓型橋式變換器的結構，雖然能夠實現雙向升降壓運行，但由于變壓器電流波形為梯形波，造成其峰值電流為平均電流的至少兩倍以上，硬件額定容量的利用率較低，同時造成系統成本較大。另外，現有結構存在端口間的功率耦合，難以做到蓄電池和超級電容間的充放電功率獨立控制，限制了其實際應用。

發明內容

本發明目的是為了解決現有三端口隔離型DC-DC變換器電流應力大、功率耦合的問題，提供了一種三端口電流型雙向升降壓高頻隔離型DC-DC變換器。

本發明所述三端口電流型雙向升降壓高頻隔離型DC-DC變換器，包括第一電流型變換器、第二電流型變換器、橋式變換器和三繞組隔離變壓器；

第一電流型變換器和第二電流型變換器結構相同，分別包括兩個功率開關、一個電感和橋式變換器，兩個功率開關串聯，公共連接點連接電感，然后連接到橋式變換器中，在電壓源和電流源之間轉換；

第一電流型變換器中的橋式變換器連接三繞組隔離變壓器的第一繞組，

第二電流型變換器中的橋式變換器連接三繞組隔離變壓器的第二繞組；

橋式變換器連接三繞組隔離變壓器的第三繞組；

第一電流型變換器、第二電流型變換器和橋式變換器分別包括一個直流正極端和一個直流負極端；

通過第一電流型變換器、第二電流型變換器和橋式變換器實現三個端口之間的功率傳遞。