电流源变换器总结

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1、目录目录1第一章电流源型DC/DC变换器21.1电流源型DC/DC变换器的应用背景21.2电流源型DC/DC变换器的典型拓扑41.3电流源型DC/DC变换器的特点6第二章对偶原则72.1对偶原则简介72.2对偶原则的应用7第三章电流源型逆变器103.1电流源型逆变器的拓扑结构103.2电流源型逆变器的研究意义11第四章电流源型PWM整流器114.1电流源型PWM整流器的拓扑结构114.2电流源型PWM整流器的应用场合12参考文献1312本文主要包括四章。第一章介绍了电流源型DC/DC变换器的应用背景和常见拓扑；第二

2、章介绍了一种推导电流源型DC/DC变换器的方法——对偶原则，并且以电流源型半桥变换器为例，演示了其推导过程；第三章介绍了电流型逆变器拓扑的结构特点及其研究意义；第四章比较了电压源型PWM整流器和电流源型PWM整流器的拓扑，并且详细介绍了电流源型PWM整流器的应用场合。第一章电流源型DC/DC变换器1.1电流源型DC/DC变换器的应用背景虽然新能源的开发和利用是解决能源危机及环境污染的有效措施，但是大多数新能源受环境和天气条件的限制，存在能量密度低、电力供应不稳定、不连续等缺点。为了克服上述缺点，可以利用各种新能源之

3、间或新能源与其它能源之间的互补性，构成新能源联合发电系统，从而获得稳定连续的电能[1]。为了保证不间断供电给负载，常常将可再生能源供电设备与燃料电池、蓄电池等供电装置结合使用，构成新能源联合供电系统，并且对其中的多种能源的功率进行合理分配。图1给出了一种基于直流母线的新能源联合发电系统，为了协调工作，每种能源形式分别通过一个DC/DC变换器进行电能变换，然后将它们的直流输出并联在公共的直流母线上。图1新能源联合发电系统的架构12此外某些新能源联合发电系统，如燃料电池，要求后级变换器的输入电流脉动要小，以降低燃料电池

4、输出电流的脉动，延长燃料电池的寿命，此时需采用电流源型DC/DC变换器。因为电流源型变换器的输入一般是电压源串联一个大电感，自然可以减小输入电流的脉动，比方说最简单的电流源型变换器Boost，其在光伏储能系统中就有较多应用。根据能源的特性以及负载要求，这些变换器可以是电气隔离或非隔离的，能量流动方向可以是单向或双向的。由于每种能源形式均需要一个单输入DC/DC变换器，因此系统的结构比较复杂，成本较高。在中小功率应用场合，各种能源发电装置一般安置在用户附近，可以用一个多输入变换器(Multiple-InputConv

5、erter,MIC)代替多个单输入直流变换器，如图2所示。这样电路结构更加简单，控制更加灵活。图2基于多输入变换器的新能源联合发电系统1.2电流源型DC/DC变换器的典型拓扑图3是一个非隔离型多输入的电流源型DC/DC变换器，实际上是两个Boost串联在一起。其电压源和各自的电感串联后可等效成电流源，它们与各自的开关并联后再串联在一起。并且是分时供电的，S1和S2不同时导通，当S1导通时，S2关断，反之，亦然。因此，开关管并联的二极管是必不可少的，因为上半部分工作时，需要D2才能形成完整回路；下半部分工作时，需要D

6、1才能形成完整回路。12图4也是非隔离型多输入的电流源型DC/DC变换器，并且同时供电，实质上是两个Boost并联。每个Boost单元均可以独立工作，也可以和另一个单元同时工作。图3分时供电型Boost图4同时供电型Boost图5电流源型全桥图6电流源型半桥电流源型全桥变换器如图512所示，该电路由两个相同的原边电路和一个共用的输出整流滤波电路构成。它是通过高频变压器磁通叠加的方法将两个输入直流电压变换成一个稳定、高质量的输出直流电压，实质上相当于两个全桥Boost型单输入直流变换器在输出端电流的叠加。与单输入变换

7、器相比，该多输入直流变换器每一路需要添加4个阻断二极管，以阻止能量在Uin1和Uin2之间流动。图6是电流源型半桥，与电流源型全桥相比，其结构简单，需要的器件大为减少。二极管D1~D4的作用同样是为了阻止能量在Uin1和Uin2之间流动。1.3电流源型DC/DC变换器的特点对比电压源型和电流源型DC/DC变换器，电流源型DC/DC变换器具有如下优点：⑴电流源型DC/DC变换器的输入电流脉动小，相应电路的EMI很容易满足要求。⑵对于电流源型DC/DC变换器，开关管常常有重叠导通时间，因此不必考虑开关管之间的死区问题。

8、⑶在高输出电压的情况下，如果采用电压型全桥变换器，其输出滤波电感Lf将承受高的输出电压Vo，为了保证足够的耐压，其制作工艺十分困难。电流源型全桥变换器的电感在输入侧，其承受的电压相对较低，且输出整流二极管的电压应力就是输出电压Vo。⑷电压源型变换器，如推挽、半桥和全桥变换器等均存在着变压器磁不平衡的问题。变压器磁不平衡，是指由于在正负半周中作用在变压器上的伏