湖南大学周志获国家专利权
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龙图腾网获悉湖南大学申请的专利一种异质器件混合型DAB拓扑的全周期软开关运行方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118763907B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410902046.6,技术领域涉及:H02M3/335;该发明授权一种异质器件混合型DAB拓扑的全周期软开关运行方法是由周志;郭祺;涂春鸣;侯玉超;王鑫;肖凡设计研发完成,并于2024-07-05向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种异质器件混合型DAB拓扑的全周期软开关运行方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种异质器件混合型DAB拓扑及全周期软开关运行方法,该拓扑包括:输入侧桥臂组、变压器组与输出侧桥臂组;该拓扑的全周期软开关运行方法,包括:能量正向传输状态和能量反向传输状态;本发明可以实现所有开关管的软开关,且在ZCS开关处采用SiIGBT,在ZVS开关处采用SiCMOSFET,完全消除了HDH‑DAB运行过程中的开关损耗,最大化提升了HDH‑DAB的运行效率;且本发明通过在输出侧桥臂组采用反并联IGBT器件,使HDH‑DAB具有能量双向传输的能力。
本发明授权一种异质器件混合型DAB拓扑的全周期软开关运行方法在权利要求书中公布了:1.一种异质器件混合型DAB拓扑的全周期软开关运行方法,其特征在于,异质器件混合型DAB拓扑包括:输入侧桥臂组、变压器组与输出侧桥臂组; 输入侧桥臂包括输入电容桥臂、主功率桥臂和副功率桥臂,输入电压Vin的正负极分别依次连接输入电容桥臂、主功率桥臂和副功率桥臂的两端,其中输入电容桥臂中包括串联的输入电容Ci1和Ci2,Ci1的负极与Ci2正极相连形成的结点为B点,主功率桥臂包括串联的IGBTQ1和Q2,且Q1与Q2中含反并联二极管,Q1的发射极与Q2的集电极相连形成的结点为A点,副功率桥臂包括串联的MOSFETQ3和Q4,Q3源极和Q4漏极相连形成的结点为C点; 变压器组包括主功率变压器Tr1、副功率变压器Tr2和传输电感L,Tr1原边正极与传输电感L一端相连,Tr1原边负极与B点相连;Tr2原边正极分别与L的另一端以及A点相连,Tr2原边负极与C点相连;Tr1副边负极与Tr2副边正极相连; 输出侧桥臂组包括4个IGBT组和输出电容Co,每个IGBT组中均包括两个反并联的IGBT,其中第一至第四IGBT组中的正向IGBT依次为S11、S21、S31和S41,反向IGBT依次为S12、S22、S32和S42; 将每个IGBT组中的正向IGBT的发射极与反向IGBT的集电极相连的结点作为第一公共端,正向的IGBT的集电极和反向IGBT的发射极相连的结点作为第二公共端,且第一IGBT组的第一公共端与第二IGBT组的第二公共端相连的结点连接于Tr1副边正极,第一IGBT组的第二公共端与第三IGBT组的第二公共端相连的结点连接于Co的正极,第三IGBT组的第一公共端与第四IGBT组的第二公共端相连的结点连接于Tr2副边负极,第二IGBT组的第一公共端与第四IGBT组的第一公共端相连的结点连接于Co的负极,Co的正负极分别作为输出电压Vo的正负极; 异质器件混合型DAB拓扑的全周期软开关运行方法包括:能量正向传输状态和能量反向传输状态; 能量正向传输状态中,前半个周期分为正向模态1、正向模态2和正向模态3;后半个周期与前半个周期为对称状态; [t0,t1时间段内为正向模态1,t0时刻Q1、S12、S42和Q4实现ZCS导通,Q2、S22和S32实现ZCS关断,t0-t1时间段内电流i1先后流过Q1、L、Tr1原边、Ci1且i1处于递增状态,电流i2先后流过Q1、Tr2原边、Q4、Ci2、Ci1;其中:t0为当前半个周期开启的时刻; [t1,t2时间段内为正向模态2,电流i1处于递减状态,t1时刻Q4实现ZVS关断,Q1、S12和S42保持导通,i2为Q4的寄生电容充电,为Q3的寄生电容放电;当Q3的寄生电容两端电压小于0时,Q3的体二极管导通,i2流经Q3体二极管; [t2,t3]时间段内为正向模态3,电流i1不变,t2时刻Q3的体二极管关断,Q3的寄生电容两端电压为0,Q4寄生电容两端电压为Vin,变换器中电流保持为0,由CO向负载供电,S12和S42导通;t3时刻,正半周期结束,Q1、S12、S42实现ZCS关断,Q2、S22、S32实现ZCS导通,Q3实现ZVZCS导通; 能量反向传输状态中,每半个周期分为反向模态1、反向模态2和反向模态3; [t0,t1时间段内为反向模态1:t0时刻Q1、S11、S41和Q3实现ZCS导通,Q2、S21和S31实现ZCS关断;电流i1流过Q1反并联二极管、Ci1、Tr1原边和L且i1处于递减状态,电流i2流过Q1反并联二极管、Q3和Tr2原边; [t1,t2时间段内为反向模态2:t1时刻Q3实现ZVS关断,i2为Q3的寄生电容充电,为Q4的寄生电容放电,当Q4寄生电容两端电压小于0时,Q4体二极管导通,i2流经Q4体二极管;电流i1先后流过Q1反并联二极管、Ci1、Tr1原边和L且i1处于递增状态,电流i2先后流过Q1反并联二极管、Ci1、Ci2、Q4体二极管和Tr2原边; [t2,t3]时间段内为反向模态3:t2时刻Q4体二极管自然关断,Q4寄生电容两端电压为0,Q3寄生电容两端电压为Vin,变换器中电流保持为0,由电容Ci1、Ci2向负载供电;t3时刻正半周期结束,Q1、S11和S41实现ZCS关断,Q2、S21和S31实现ZCS导通,Q4实现ZVZCS导通。
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