[发明专利]一种串并联双有源桥式变换器及调制方法

说明书

本发明公开了一种串并联双有源桥式变换器及调制方法，变压器左侧通过构建两组输入并联的半桥DAB变换器模块，右侧采用串联结构，共用了一组半桥DAB变换器模块电感，减少了开关器件和元件的数量，可以实现宽范围电压输出，由于采用输入并联两个模块的设计，可以减小单个模块的电压应力，减小了设备体积尺寸。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，具体涉及一种串并联双有源桥式变换器及调制方法。

背景技术

随着现代社会的发展，双有源桥式变换器(Dual Active Bridge,DAB)已经在电动汽车充电桩、航空航天领域、分布式能源系统等领域得到了广泛应用。相比于传统的单向变换器，DAB变换器可以实现能量的双向流动，而不需要设置两个单向变换器，大大地节约了设备成本和空间，并同时实现了电气隔离。DAB变换器具有宽增益的特性，在较大范围下可以实现软开关，实现了高能量效率和高能量密度。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种串并联双有源桥式变换器及调制方法实现宽范围电压输出，并可以进行“定一调一”应用在特定窄范围输出场景，减小了器件的电压应力和设备体积尺寸

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种串并联双有源桥式变换器，包括：电容C₁、电容C₂、开关管S₁、开关管S₂、开关管S₃、开关管S₄、变压器T₁、变压器T₂、电感L、开关管S₅、开关管S₆、电容C₃、电容C₄和电容Co；

所述开关管S₁的漏极分别与开关管S3的漏极和电容C₁的一端连接，并作为串并联双有源桥式变换器的正输入端；所述开关管S₁的源极分别与变压器T₁原边的一端和开关管S₂的漏极连接；所述开关管S₂的源极分别与开关管S₄的源极和电容C₂的一端连接，并作为串并联双有源桥式变换器的负输入端；所述开关管S₃的源极分别与开关管S₄的漏极和变压器T₂原边的一端连接；所述电容C₁的另一端分别与电容C₂的另一端、变压器T₁原边的另一端和变压器T₂原边的另一端连接；所述变压器T₁副边的一端与电感L的一端连接，其副边的另一端与变压器T₂副边的一端连接；所述开关管S₅的源极分别与电感L的另一端和开关管S₆的漏极连接，其漏极分别与电容C₃的一端和电容Co的一端连接，并作为串并联双有源桥式变换器的正输出端；所述开关管S₆的源极分别与电容C₄的一端和电容Co的另一端连接，并作为串并联双有源桥式变换器的负输出端；所述电容C₃的另一端分别与电容C₄的另一端和变压器T₂副边的另一端连接；所述开关管S₁和开关管S₂构成第一半桥DAB变换器模块；所述开关管S₃和开关管S₄构成第二半桥DAB变换器模块；所述开关管S₅和开关管S₆构成第三半桥DAB变换器模块。

进一步地，所述串并联双有源桥式变换器存在8种模态：