[发明专利]电能转换系统、DC-DC变换器及其电压尖峰抑制电路

说明书

技术领域

本发明属于电转换领域，尤其涉及一种电能转换系统、DC-DC变换器及其电压尖峰抑制电路。

背景技术

随着煤炭、石油、天然气等不可再生资源的减少，能源危机和环境污染问题日益严重，因此，对清洁能源的开发和有效利用就成为了一个迫切需要解决的问题。目前，太阳能、风能、地热能等无污染的新能源已经被广泛利用并由相应的发电系统转换成电力供给，而在对应的光伏发电系统、风能发电系统、地热能发电系统等发电系统中，DC-DC变换器是一个重要的组成部分，其用于将光能、风能或地热能等能量进行转换所获取的电能进行电压变换后输送至电池进行储能，或者将电池中的电能进行电压转换后提供给用电设备。对于现有的新能源发电系统中的DC-DC变换器，由于耦合电感的漏感和引线电感等参数的影响，DC-DC变换器中的用于电压变换的开关管会在关断时在其输入端与输出端（如果该开关管为NMOS管，则NMOS管的漏极和源极分别为输入端和输出端）之间产生较高的电压尖峰，该电压尖峰会导致开关管的开关损耗增大，并会进而缩短其使用寿命，从而降低了直流电转换效率和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种DC-DC变换器的电压尖峰抑制电路，旨在对DC-DC变换器中的开关管的输入端实现电压尖峰抑制，以达到减小开关管的开关损耗和延长开关管的使用寿命，并进而提升DC-DC变换器的直流电转换效率和可靠性的目的。

本发明是这样实现的，一种DC-DC变换器的电压尖峰抑制电路，与所述DC-DC变换器中的耦合电感T1、第一开关管、二极管D3、电容C2及控制器连接，所述耦合电感T1的初级线圈的异名端和次级线圈的同名端共接于所述第一开关管的输入端，所述第一开关管的输入端在所述第一开关管关断时会产生电压尖峰；所述控制器控制所述第一开关管的通断；所述二极管D3的阴极和所述电容C2的正极共接向负载的输入正端供电；所述电容C2的负极连接所述负载的输入负端；

所述电压尖峰抑制电路包括：

将所述第一开关管的输入端所产生的电压尖峰进行钳位处理并储存电能的钳位储能模块；以及

在所述控制器检测所述钳位储能模块的输出端对地的电压并相应地输出控制信号时，根据所述控制信号将所述钳位储能模块所储存的电能转移至所述电容C2的电能转移模块；

所述钳位储能模块的输入端连接所述第一开关管的输入端、所述耦合电感T1的初级线圈的异名端和次级线圈的同名端，所述钳位储能模块的输出端连接所述控制器，所述钳位储能模块的地端与所述第一开关管的输出端共接于地，所述电能转移模块的输入端连接所述钳位储能模块的输出端，所述电能转移模块的输出端连接所述电容C2的正极，所述电能转移模块的控制端连接所述控制器，所述电能转移模块的地端与所述电容C2的负极共接于地。

本发明还提供了一种包括所述电压尖峰抑制电路的DC-DC变换器。

本发明还提供了一种包括所述DC-DC变换器的电能转换系统。

本发明通过在DC-DC变换器中采用包括钳位储能模块和电能转移模块的电压尖峰抑制电路，钳位储能模块将所述第一开关管的输入端所产生的电压尖峰进行钳位处理并储存电能，再由电能转移模块在控制器检测钳位储能模块的输出端对地的电压并相应地输出控制信号时，根据该控制信号将钳位储能模块所储存的电能转移至电容C2，实现了对电压尖峰的抑制，并将抑制电压尖峰所储存的电能转移至电容C2，最后由电容C2向负载供电，有效地降低了第一开关管的开关损耗，有助于延长第一开关管的使用寿命，进而提高了DC-DC变换器的直流电转换效率和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的包括电压尖峰抑制电路的DC-DC变换器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的包括电压尖峰抑制电路的DC-DC变换器的电路结构图；

图3是本发明实施例提供的包括电压尖峰抑制电路的DC-DC变换器的示例电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例通过在DC-DC变换器中采用包括钳位储能模块和电能转移模块的电压尖峰抑制电路，实现了对电压尖峰的抑制，并将抑制电压尖峰所储存的电能转移至电容C2，最后由电容C2向负载供电，有效地降低了第一开关管的开关损耗，有助于延长第一开关管的使用寿命，进而提高了DC-DC变换器的直流电转换效率和可靠性。