ES2918852T3 - Convertidor de DC-DC con relación de transformador alta - Google Patents
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Abstract
Un convertidor DC-DC con una relación transformadora alta incluye dos cuerpos del convertidor DC-DC con entradas conectadas en paralelo y salidas conectadas en serie para garantizar la alta confiabilidad segura y la alta eficiencia de conversión de energía del convertidor DC-DC, mientras que aumenta La relación de impulso del convertidor DC-DC. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Convertidor de DC-DC con relación de transformador alta
Campo
La presente solicitud se refiere al campo de tecnología de electrónica de potencia y, en particular, a un convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta.
Antecedentes
En las tecnologías convencionales, se adopta en general una solución de aislamiento para lograr un voltaje de salida de conjunto fotovoltaico en un rango amplio en un sistema de generación de energía fotovoltaica. Es decir, se mejora una relación de elevación de un convertidor de corriente continua a corriente continua en un sistema por medio de un transformador de aislamiento.
No obstante, la energía de inductancia de fugas en el transformador de aislamiento puede causar una serie de problemas, tales como un rebasamiento de voltaje de conmutador o una interferencia electromagnética, provocando por ello un gran riesgo de seguridad. Además, la introducción del transformador de aislamiento provoca una pérdida de energía adicional, reduciendo por ello la eficiencia de conversión de energía del convertidor de corriente continua a corriente continua.
Por lo tanto, se desea solucionar por los expertos en la técnica cómo lograr un compromiso entre relación de elevación alta, seguridad-fiabilidad alta y eficiencia de conversión de energía alta del convertidor de corriente continua a corriente continua.
El documento D1 (CN101867314B) describe un circuito de transformación que adopta una estructura entrelazada simétrica que comprende dos transformadores iguales y los dos transformadores están entrelazados simétricamente. En la invención, se adopta el circuito de transformación con la estructura entrelazada simétrica, por ello se mejora obviamente la relación de transmisión de voltaje y el rendimiento de regulación de un transformador reductor o elevador, se reduce obviamente la fatiga de voltaje de los dispositivos de potencia y la eficiencia de conversión del circuito de transformación es equivalente o mayor que la del transformador reductor o elevador dentro de un alcance de aplicación mayor.
El documento D2 (KR20090044137A) describe un convertidor elevador de DC-DC de tipo transformador que incluye un primer y un segundo convertidor elevador para convertir un voltaje de entrada de DC en un voltaje de salida de DC. Los lados de entrada del primer y segundo convertidores elevadores están conectados en paralelo entre sí y los lados de salida del primer y segundo convertidores elevadores están conectados en serie uno con otro. Preferiblemente, el primer convertidor elevador incluye un primer inductor, un primer conmutador, un primer diodo y un primer condensador para un filtro de salida, y el segundo convertidor elevador comprende un segundo inductor, un segundo conmutador, un segundo diodo y un segundo condensador para el filtro de salida. Preferiblemente, cada uno del primer y segundo conmutadores puede ser un MOSFET.
Compendio
En vista a lo anterior, la presente solicitud proporciona un convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta, para asegurar una seguridad-fiabilidad alta y eficiencia de conversión de energía alta del convertidor de corriente continua a corriente continua al tiempo que se mejora una relación de elevación del convertidor de corriente continua a corriente continua.
Se proporciona un convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta, que incluye dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua. Las entradas de los cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua están conectadas en paralelo y las salidas de los cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua están conectadas en serie.
En el convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta, cada uno de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua puede ser un convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor.
En el convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta, uno de los convertidores de corriente continua a corriente continua elevadores-reductores puede incluir un primer inductor, un primer conmutador de potencia y una primera rama en serie. El primer inductor y el primer conmutador de potencia se pueden conectar en serie a una fuente de corriente continua. La primera rama en serie se puede conectar en paralelo al primer conmutador de potencia. La primera rama en serie puede incluir un segundo conmutador de potencia, un primer condensador y un segundo condensador que están conectados en serie. El otro de los convertidores de corriente continua a corriente continua elevadores-reductores puede incluir un segundo inductor, un tercer conmutador de potencia y una segunda rama en serie. El segundo inductor y el tercer conmutador de potencia
El segundo inductor y el segundo conmutador de potencia se pueden conectar en serie a la fuente de corriente continua. La segunda rama en serie se puede conectar en paralelo al segundo conmutador de potencia. La segunda rama en serie puede incluir un segundo diodo, el segundo condensador y un tercer condensador que están conectados en serie.
En el convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta, cada uno del primer conmutador de potencia y el segundo conmutador de potencia puede ser un MOS o puede ser un IGBT.
En el convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta, los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua pueden incluir un convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor y un convertidor de corriente continua a corriente continua elevador.
En el convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta, el convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor puede incluir un primer inductor, un primer conmutador de potencia y una primera rama en serie. El primer inductor y el primer conmutador de potencia se pueden conectar en serie a una fuente de corriente continua. La primera rama en serie se puede conectar en paralelo al primer conmutador de potencia. La primera rama en serie puede incluir un segundo conmutador de potencia, un primer condensador y un segundo condensador que están conectados en serie. El convertidor de corriente continua a corriente continua elevador puede incluir un segundo inductor, un tercer conmutador de potencia y una segunda rama en serie. El segundo inductor y el tercer conmutador de potencia se pueden conectar en serie con la fuente de corriente continua. La segunda rama en serie se puede conectar en paralelo al segundo inductor. La segunda rama en serie puede incluir un cuarto conmutador de potencia y un tercer condensador que están conectados en serie. El primer condensador, el segundo condensador y el tercer condensador se pueden conectar en serie para lograr una división de voltaje.
En el convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta, cada uno del primer conmutador de potencia, el segundo conmutador de potencia, el tercer conmutador de potencia y el cuarto conmutador de potencia puede ser un MOS o puede ser un IGBT.
Se puede ver a partir de las soluciones técnicas anteriores que, en la presente solicitud, se obtiene un convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta conectando las entradas de dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua entre sí en paralelo y conectando las salidas de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua entre sí en serie. Un voltaje de entrada del convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta es igual a un voltaje de entrada de cualquiera de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua y un voltaje de salida del convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta es igual a una suma de voltajes de salida de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua, logrando por ello una relación de transformador alta del convertidor de corriente continua a corriente continua. Además, se mejora la relación de elevación sin un transformador de aislamiento en la presente solicitud. Por lo tanto, no se causa ninguna pérdida de energía adicional y no existe ningún riesgo de seguridad debido a energía de inductancia de fuga.
Breve descripción de los dibujos
Los dibujos a ser usados en la descripción de las realizaciones o la tecnología convencional se describirán brevemente de la siguiente manera, de modo que las soluciones técnicas según las realizaciones de la presente solicitud o según la tecnología convencional llegarán a ser más claras. Es evidente que los dibujos en la siguiente descripción solamente ilustran realizaciones de la presente solicitud. Se pueden obtener por los expertos en la técnica, otros dibujos según estos dibujos sin ningún trabajo creativo.
La Figura 1 es un diagrama de topología de circuito de un convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta según una realización de la presente solicitud;
Las Figuras de 2a a 2d son diagramas esquemáticos respectivos de direcciones de corriente de un convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta en cuatros modos de funcionamiento de una realización de la presente solicitud en un caso en que el convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta se eleve hacia delante;
La Figura 3 es un diagrama estructural esquemático de un sistema de generación de potencia fotovoltaica que incluye un convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta según una realización de la presente solicitud;
La Figura 4 es un diagrama de topología de circuito de un convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta según una realización de la presente solicitud;
La Figura 5a es un diagrama de topología de circuito de un convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta según una realización de la presente solicitud; y
La Figura 5b es un diagrama de topología de circuito de un convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta según una realización de la presente solicitud.
Descripción detallada de las realizaciones
Por referencia y claridad, los sustantivos técnicos, acortamientos y abreviaturas a ser usadas en lo sucesivo se enumeran de la siguiente manera.
MOS: FET Semiconductor de Óxido Metálico, Transistor de Efecto de Campo Semiconductor de Óxido Metálico; e IGBT: Transistor Bipolar de Puerta Aislada, en inglés Insulated Gate Bipolar Transistor.
La solución técnica según las realizaciones de la presente solicitud se describirá clara y completamente de la siguiente manera junto con los dibujos. Es evidente que las realizaciones descritas son solamente unas pocas más que todas las realizaciones según la presente solicitud. Cualquier otra realización obtenida por los expertos en la técnica en base a las realizaciones en la presente solicitud sin ningún trabajo creativo cae dentro del alcance de la presente descripción.
Una realización de la presente solicitud describe un convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta, para asegurar una seguridad-fiabilidad alta y una eficiencia de conversión de energía alta del convertidor de corriente continua a corriente continua, al tiempo que se mejora una relación de elevación del convertidor de corriente continua a corriente continua. El convertidor de corriente continua a corriente continua incluye dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua. Las entradas de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua están conectadas en paralelo y las salidas de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua están conectadas en serie.
Dado que los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua cumplen una relación de conexión de circuito de las entradas que están conectadas en paralelo y las salidas que están conectadas en serie, el convertidor de corriente continua a corriente continua obtenido con relación de transformador alta tiene un voltaje de entrada igual a un voltaje de entrada de cualquiera de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua y un voltaje de salida igual a una suma de los voltajes de salida de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua, teniendo por ello una relación de transformador alta. Además, se logra una relación de elevación alta requerida por un sistema sin un transformador de aislamiento. En este caso, no se causa ninguna pérdida de energía adicional y no existe ningún riesgo de seguridad debido a energía de inductancia de fugas, asegurando por ello la eficiencia de conversión de energía alta y seguridad-fiabilidad alta del convertidor de corriente continua a corriente continua.
El convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta según la realización se puede lograr con múltiples topologías de circuito. A continuación, se describen en detalle, tres de las tipologías de circuito, para una fácil comprensión y aplicación por los expertos en la técnica.
En una primera realización, cada uno de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua para formar el convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta es un convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor.
Haciendo referencia a la Figura 1, un primero de los convertidores de corriente continua a corriente continua elevadores-reductores incluye un primer inductor Li, un primer conmutador de potencia Qhi y una primera rama en serie. El primer inductor Li y el primer conmutador de potencia Qhi están conectados en serie a una fuente de corriente continua DC. La primera rama en serie está conectada en paralelo al primer conmutador de potencia Qhi. Y la primera rama en serie incluye un segundo conmutador de potencia Qh2, un primer condensador Ci y un segundo condensador C2 que están conectados en serie.
Un segundo de los convertidores de corriente continua a corriente continua elevadores-reductores incluye un segundo inductor L2, un tercer conmutador de potencia Qli y una segunda rama en serie. El segundo inductor L2 y el tercer conmutador de potencia Qli están conectados en serie a una fuente de corriente continua DC. La segunda rama en serie está conectada en paralelo al tercer conmutador de potencia Qli. Y la segunda rama en serie incluye un cuarto conmutador de potencia Ql2, el segundo condensador C2 y un tercer condensador C3 que están conectados en serie.
Cada uno de los dos convertidores de corriente continua a corriente continua elevadores-reductores es un convertidor de corriente continua a corriente continua bidireccional que es capaz de transferir energía bidireccionalmente (el convertidor de corriente continua a corriente continua bidireccional sirve como convertidor de corriente continua a corriente continua elevador en su dirección hacia delante y, en este caso, los conmutadores de potencia elevadores correspondientes al convertidor de corriente continua a corriente continua elevador son, respectivamente, el primer conmutador de potencia Qhi y el tercer conmutador de potencia Qli; y el convertidor de corriente continua a corriente continua bidireccional sirve como convertidor de corriente continua a corriente continua reductor en su dirección invertida y, en este caso, los conmutadores de potencia reductores correspondientes al convertidor de corriente continua a corriente continua reductor son, respectivamente, el segundo conmutador de
potencia Qh2 y el cuarto conmutador de potencia Ql2). Los dos convertidores de corriente continua a corriente continua elevadores-reductores comparten la fuente de corriente continua DC y el segundo condensador C2 y cumplen la relación de entradas que están conectadas en paralelo y salidas que están conectadas en serie. Por consiguiente, el convertidor de corriente continua a corriente continua formado con relación de transformador alta también es un convertidor de corriente continua a corriente continua bidireccional con relación de elevaciónreducción alta.
En un caso en que el convertidor de corriente continua a corriente continua bidireccional con relación de elevaciónreducción alta sirve como convertidor de corriente continua a corriente continua elevador en su dirección hacia delante, tiene cuatro modos de funcionamiento, es decir, el modo 1 al modo 4.
En el modo 1, en un caso en que el primer conmutador de potencia Qh1 y el tercer conmutador de potencia Ql1 estén encendidos ambos, el primer inductor L1 y el segundo inductor L2 almacenan energía. Y las direcciones de corriente correspondientes son como se muestran en la Figura 2a.
En el modo 2, en un caso en que el primer conmutador de potencia Qh1 esté apagado y el tercer conmutador de potencia Ql1 esté encendido, el primer convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor eleva hacia delante y el segundo inductor L2 almacena energía. Y las direcciones de corriente correspondientes son como se muestran en la Figura 2b.
En el modo 3, en un caso en que cada uno del primer conmutador de potencia Qh1 y el tercer conmutador de potencia Ql1 estén apagados, cada uno de los dos convertidores de corriente continua a corriente continua elevadores-reductores eleva hacia delante. Y las direcciones de corriente correspondientes son como se muestra en la Figura 2c.
En el modo 4, en un caso en que el primer conmutador de potencia Qh1 esté encendido y el tercer conmutador Ql1 esté apagado, el primer inductor L1 almacena energía y el convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor eleva hacia delante. Y las direcciones de corriente correspondientes son como se muestran en la Figura 2d.
En base a los cuatro modos de funcionamiento anteriores, se puede reconocer que, en el caso de que el convertidor de corriente continua a corriente continua bidireccional con relación de elevación-reducción alta eleve hacia delante, su relación de elevación es Vc1 Vc2 Vc3/Vdc. El voltaje Vdc en un lado de bajo voltaje es un voltaje a través de la fuente de corriente continua DC y el voltaje Vc1 Vc2 Vc3 en un lado de alto voltaje es una suma de voltajes de tres condensadores de división de voltaje, es decir, el primer condensador C1, el segundo condensador C2 y el tercer condensador C3. Por lo tanto, la relación de elevación es mayor que una relación de elevación del primer convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor, (Vc1 Vc2/Vdc), y una relación de elevación del segundo convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor, (Vc2 Vc3/Vdc).
De manera similar, el convertidor de corriente continua a corriente continua bidireccional con relación de elevaciónreducción alta también tiene cuatro modos de funcionamiento cuando sirve como convertidor de corriente continua a corriente continua reductor en una dirección inversa. En este caso una relación de reducción del convertidor de corriente continua a corriente continua bidireccional es Vc1 Vc2 Vc3/Vdc. Y la relación de reducción es mayor que una relación de reducción del primer convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor (Vc1 Vc2/Vdc), y una relación de reducción del segundo convertidor de corriente continua a corriente continua elevadorreductor, (Vc2 Vc3/Vdc).
Como se puede ver, la primera solución mejora la relación de elevación-reducción de un convertidor de corriente continua a corriente continua bidireccional existente y aborda el problema en las tecnologías convencionales. Se debería señalar que, en la primera solución, cada uno del primer conmutador de potencia Qh1, el tercer conmutador de potencia Ql1, el segundo conmutador de potencia Qh2 y el cuarto conmutador de potencia Ql2 puede ser un MOS o puede ser un IGBT, lo cual no está destinado a limitar.
Además, en la primera solución, la fuente de corriente continua DC puede ser una batería de almacenamiento. Dado que la energía puede fluir bidireccionalmente en el convertidor de corriente continua a corriente continua bidireccional con relación de elevación-reducción alta, la batería se puede cargar y descargar si la fuente de corriente continua DC es la batería de almacenamiento. O, la fuente de corriente continua DC puede ser una célula fotovoltaica PV (como se muestra en la Figura 3) y, en este caso, la célula fotovoltaica solamente se puede descargar. Si se aplica la primera solución en un sistema de generación de potencia fotovoltaica, se puede lograr un voltaje de salida de conjunto fotovoltaico en un rango amplio en el sistema de generación de energía fotovoltaica conectando un inversor fotovoltaico INVERSOR a un lado de salida del convertidor de corriente continua a corriente continua bidireccional con relación de elevación-reducción alta.
En una segunda solución, cada uno de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua para formar el convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta es un convertidor de corriente continua a corriente continua elevador.
Haciendo referencia a la Figura 4, un primero de los convertidores de corriente continua a corriente continua elevadores incluye un primer inductor Li, un primer conmutador de potencia Qhi y una primera rama en serie. El primer inductor Li y el primer conmutador de potencia Qhi están conectados en serie a una fuente de corriente continua DC. La primera rama en serie está conectada en paralelo al primer conmutador de potencia Qhi. Y la primera rama en serie incluye un primer diodo Qh2, un primer condensador Ci y un segundo condensador C2 que están conectados en serie.
Un segundo de los convertidores de corriente continua a corriente continua elevadores incluye un segundo inductor L2, un segundo conmutador de potencia Qli y una segunda rama en serie. El segundo inductor L2 y el segundo conmutador de potencia Qli están conectados en serie a una fuente de corriente continua DC. La segunda rama en serie está conectada en paralelo al segundo conmutador de potencia Qli. Y la segunda rama en serie incluye un segundo diodo Ql2, el segundo condensador C2 y un tercer condensador C3 que están conectados en serie.
Cada uno de los dos convertidores de corriente continua a corriente continua elevadores es un convertidor de corriente continua a corriente continua que solamente es capaz de lograr un flujo hacia delante de energía (los conmutadores de potencia elevadores correspondientes a los dos convertidores de corriente continua a corriente continua son, respectivamente, el primer conmutador de potencia Qhi y el segundo conmutador de potencia Qli). Los dos convertidores de corriente continua a corriente continua elevadores comparten la fuente de corriente continua DC y el segundo condensador C2 y cumplen una relación de entradas que están conectadas en paralelo y salidas que están conectadas en serie. Por consiguiente, el convertidor de corriente continua a corriente continua formado con relación de transformador alta es también un convertidor de corriente continua a corriente continua unidireccional con alta relación de elevación, con la relación de elevación que es Vci + Vc2 Vc3/Vdc. El voltaje Vdc en un lado de bajo voltaje es un voltaje a través de la fuente de corriente continua DC y el voltaje Vci Vc2 Vc3 en el lado de alto voltaje es una suma de voltajes de tres condensadores que dividen el voltaje, es decir, el primer condensador Ci, el segundo condensador C2 y el tercer condensador C3.
Dado que Vci Vc2 Vc3/Vdc es mayor que una relación de elevación del primer convertidor de corriente continua a corriente continua elevador, (Vci Vc2/Vdc), y una relación de elevación del segundo convertidor de corriente continua a corriente continua elevador, (Vc2 Vc3/Vdc), la segunda solución mejora significativamente la relación de elevación de un convertidor de corriente continua a corriente continua unidireccional existente y aborda el problema en las tecnologías convencionales. Se debería señalar que el principio de funcionamiento del convertidor de corriente continua a corriente continua unidireccional con relación de elevación alta es el mismo que el del convertidor de corriente continua a corriente continua bidireccional con relación de elevación-reducción alta descrito en la primera solución cuando el convertidor de corriente continua a corriente continua bidireccional eleva hacia delante y, de este modo, no se describe en lo sucesivo. Además, de manera similar, en la segunda solución, cada uno del primer conmutador de potencia Qhi y el segundo conmutador de potencia Qli se pueden implementar como un MOS o un IGBT.
En una tercera solución, los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua para formar el convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta incluyen un convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor y un convertidor de corriente continua a corriente continua elevador.
Haciendo referencia a la Figura 5a, el convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor incluye un primer inductor Li, un primer conmutador de potencia Qhi y una primera rama en serie. El primer inductor Li y el primer conmutador de potencia Qhi están conectados en serie a una fuente de corriente continua DC. La primera rama en serie está conectada en paralelo al primer conmutador de potencia Qhi. Y la primera rama en serie incluye un segundo conmutador de potencia Qh2, un primer condensador Ci y un segundo condensador C2 que están conectados en serie.
El convertidor de corriente continua a corriente continua elevador incluye un segundo inductor L2, un tercer conmutador de potencia Qli y una segunda rama en serie. El segundo inductor L2 y el tercer conmutador de potencia Qli están conectados en serie a la fuente de corriente continua DC. La segunda rama en serie está conectada en paralelo al segundo inductor L2. Y la segunda rama en serie incluye un cuarto conmutador de potencia Ql2 y un tercer condensador C3 que están conectados en serie.
El primer condensador Ci, el segundo condensador C2 y el tercer condensador C3 están conectados en serie para lograr la división de voltaje.
El convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor es un convertidor de corriente continua a corriente continua bidireccional y puede servir como convertidor de corriente continua a corriente continua elevador (un conmutador de potencia elevador correspondiente al convertidor de corriente continua a corriente continua elevador es el primer conmutador de potencia Qhi) en su dirección hacia delante. Los dos convertidores de corriente continua a corriente continua anteriores comparten la fuente de corriente continua DC, y el primer condensador Ci, el segundo condensador C2 y el tercer condensador C3 están conectados en serie, de modo que se cumpla una relación de entradas que están conectadas en paralelo y salidas que están conectadas en serie. Por consiguiente, el convertidor de corriente continua a corriente continua formado con relación de transformador alta puede servir como
un convertidor de corriente continua a corriente continua elevador directamente, con una relación de elevación que es Vci Vc2 Vc3/Vdc. El voltaje Vdc en un lado de bajo voltaje es un voltaje a través de la fuente de corriente continua DC y el voltaje Vc1 Vc2 Vc3 en el lado de alto voltaje es una suma de voltajes de tres condensadores de división de voltaje de salida, es decir, el primer condensador C1, el segundo condensador C2 y el tercer condensador C3.
Dado que Vc1 Vc2 Vc3/Vdc es mayor que una relación de elevación del convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor, (Vc1 Vc2/Vdc), y una relación de elevación del convertidor de corriente continua a corriente continua elevador, (Vc3/Vdc), la tercera solución mejora significativamente la relación de elevación de un convertidor de corriente continua a corriente continua unidireccional existente y aborda el problema en las tecnologías convencionales. Además, en la tercera solución, cada uno del primer conmutador de potencia Qh1, el tercer conmutador de potencia Ql1, el segundo conmutador de potencia Qh2 y el cuarto conmutador de potencia Ql2 se pueden implementar como un MOS o un IGBT, lo cual no está destinado a limitar.
Además, la tercera solución se puede implementar con una topología de circuito mostrada en la Figura 5b. En el circuito mostrado en la Figura 5b, una parte superior es el convertidor de corriente continua a corriente continua elevador y una parte inferior es el convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor. Y en el circuito mostrado en la Figura 5a, una parte superior es el convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor y una parte inferior es el convertidor de corriente continua a corriente continua elevador. Y los dos circuitos tienen un mismo principio de funcionamiento.
En resumen, en la presente solicitud, se obtiene un convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta conectando las entradas de dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua entre sí en paralelo y conectando las salidas de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua entre sí en serie. Un voltaje de entrada del convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta es igual a un voltaje de entrada de cualquiera de los cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua y un voltaje de salida del convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta es igual a una suma de voltajes de salida de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua, logrando por ello la relación de transformador alta del convertidor de corriente continua a corriente continua. Además, se logra una relación de elevación amplia sin un transformador de aislamiento, de este modo no se causa ninguna pérdida de energía adicional y no existe ningún riesgo de seguridad debido a energía de inductancia de fugas.
La ilustración anterior de las realizaciones descritas permite que los expertos en la técnica implementen o pongan en práctica la presente solicitud.
Claims (4)
1. Un convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta, que comprende dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua,
en donde las entradas de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua están conectadas en paralelo y las salidas de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua están conectadas en serie;
en donde cada uno de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua es un convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor,
uno de los convertidores de corriente continua a corriente continua elevadores-reductores comprende un primer inductor (Li), un primer conmutador de potencia (Qm) y una primera rama en serie, el primer inductor (Li) y el primer conmutador de potencia (Qhi) están configurados para ser conectados en serie entre dos electrodos de una fuente de corriente continua, la primera rama en serie está conectada en paralelo al primer conmutador de potencia (Qhi), y la primera rama en serie comprende un segundo conmutador de potencia (Qh2), un primer condensador (Ci) y un segundo condensador (C2) que están conectados en serie y
el otro de los convertidores de corriente continua a corriente continua elevadores-reductores comprende un segundo inductor (L2), un tercer conmutador de potencia (Qli) y una segunda rama en serie, el segundo inductor (L2) y el tercer conmutador de potencia (Qli) están configurados para ser conectados en serie entre dos electrodos de la fuente de corriente continua, la segunda rama en serie está conectada en paralelo al tercer conmutador de potencia (Qli), y la segunda rama en serie comprende un cuarto conmutador de potencia (Ql2), el segundo condensador (C2) y un tercer condensador (C3) que están conectados en serie; o
en donde cada uno de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua es un convertidor de corriente continua a corriente continua elevador,
uno de los convertidores de corriente continua a corriente continua elevadores comprende un primer inductor (Li), un primer conmutador de potencia (Qhi) y una primera rama en serie, el primer inductor (Li) y el primer conmutador de potencia (Qhi) están configurados para ser conectados en serie entre dos electrodos de una fuente de corriente continua, la primera rama está conectada en paralelo al primer conmutador de potencia (Qhi), y la primera rama en serie comprende un segundo conmutador de potencia (Qh2), un primer condensador (Ci) y un segundo condensador (C2) que están configurados para ser conectados en serie, y
el otro de los convertidores de corriente continua a corriente continua elevadores comprende un segundo inductor (L2), un tercer conmutador de potencia (Qli) y una segunda rama en serie, el segundo inductor (L2) y el tercer conmutador de potencia (Qli) están configurados para ser conectados en serie entre dos electrodos de la fuente de corriente continua, la segunda rama en serie está conectada en paralelo al tercer conmutador de potencia (Qli), y la segunda rama en serie comprende un cuarto conmutador de potencia (Ql2), el segundo condensador (C2) y un tercer condensador (C3) que están conectados en serie; o,
en donde los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua comprenden un convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor y un convertidor de corriente continua a corriente continua elevador,
el convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor comprende un primer inductor (Li), un primer conmutador de potencia (Qhi) y una primera rama en serie, el primer inductor (Li) y el primer conmutador de potencia (Qhi) están conectados en serie entre dos electrodos de una fuente de corriente continua, la primera rama en serie está conectada en paralelo al primer conmutador de potencia (Qhi), y la primera rama en serie comprende un segundo conmutador de potencia (Qh2), un primer condensador (Ci) y un segundo condensador (C2) que están conectados en serie,
el convertidor de corriente continua a corriente continua elevador comprende un segundo inductor (L2), un tercer conmutador de potencia (Qli) y una segunda rama en serie, el segundo inductor (L2) y el tercer conmutador de potencia (Qli) están configurados para ser conectados en serie entre dos electrodos de la fuente de corriente continua, la segunda rama en serie está conectada en paralelo al segundo inductor (Qli), y la segunda rama en serie comprende un cuarto conmutador de potencia (Ql2) y un tercer condensador (C3) que están conectados en serie,
en donde el primer condensador (Ci), el segundo condensador (C2) y el tercer condensador (C3) están conectados en serie para lograr la división de voltaje.
2. El convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta según la reivindicación i, en donde en un caso en que cada uno de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua sea un convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor, cada uno del primer
conmutador de potencia (Qhi), el segundo conmutador de potencia (Qh2), el tercer conmutador de potencia (Qli) y el cuarto conmutador de potencia (Ql2) es un MOS o un IGBT.
3. El convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta según la reivindicación 1, en donde en un caso en que cada uno de los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua sea un convertidor de corriente continua a corriente continua elevador, cada uno del primer conmutador de potencia (Qm) y el segundo conmutador de potencia (Qh2) es un MOS o un IGBT.
4. El convertidor de corriente continua a corriente continua con relación de transformador alta según la reivindicación 1, en donde en un caso en que los dos cuerpos de convertidor de corriente continua a corriente continua comprenden un convertidor de corriente continua a corriente continua elevador-reductor y un convertidor de corriente continua a corriente continua elevador, cada uno del primer conmutador de potencia (Qm), el segundo conmutador de potencia (Qh2), el tercer conmutador de potencia (Ql1) y el cuarto conmutador de potencia (Ql2) es un MOS o un IGBT.
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