[實用新型]用于太陽能分布式發電的高效率升壓型變換器

無效

• 申請號: 201020234011.3
• 申請日: 2010-06-22
• 公開（公告）號: CN201699584U
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 薛華
• 申請（專利權）人: 上海寅稞電子科技有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 上海京滬專利代理事務所(普通合伙) 31235
• 代理人: 周志宏

技術領域：

本實用新型涉及一種用于太陽能光伏發電的直流—直流變換器，更具體地說涉及一種用于太陽能分布式發電的高效率升壓型變換器。

背景技術：

在太陽能發電系統中，由于單塊太陽能電池的輸出電壓較低，而逆變并網發電所需的電壓較高，因此需要一級直流—直流變換器把低電壓直流電轉換為適合并網的高電壓直流電。在分布式太陽能發電方案中，單塊太陽能電池的功率容量較小，但對效率的要求較高。因此如何實現高增益、高效率且結構簡單的單相單級變換器，對于推動光伏產業的發展具有重要意義。

常規的單相單管升壓型(Boost)直流—直流變換器的電壓增益僅有占空比決定，電壓增益有限，難以滿足高增益的變換要求。功率開關管的電壓應力較大，難以采用低壓高性能的開關管來降低導通損耗。而且，變換器工作在硬開關狀態，開關損耗較大。為了實現Boost變換器的軟開關動作，近年來，相繼研究了一些通過附加有源功率開關或無源器件的軟開關方案，這些電路雖然實現了軟開關動作，但是不能降低開關管的電壓應力，也不能實現系統的高增益變換。為了提升變換器的電壓增益，一種方案是采用開關電容的方案，但這種方案所需開關管數量較多，增加了系統成本；另外的方案是采用復雜的三繞組耦合電感方案，這種方案的缺點是耦合電感結構復雜，不利于工業加工，難以保證電路的一致性。

實用新型內容：

本實用新型的目的是針對現有技術不足之處而提供一種結構合理、輸出電壓增益高，功率器件電流紋波小，功率開關管數量少，且無能量損耗的用于太陽能分布式發電的高效率升壓型變換器。

本實用新型的目的是通過以下措施來實現：一種用于太陽能分布式發電的高效率升壓型變換器，其特征在于，包括耦合電感第一繞組，主功率開關管及并聯在主功率開關管的漏極及源極上的并聯電容，箝位開關管及與箝位開關管漏極串接連接的箝位電容，由續流二極管并接在耦合電感第二繞組與倍壓電容串接的電路兩端組成的倍壓電路，由輸出二極管與輸出電容組成的輸出回路；所述耦合電感第一繞組的一端與電源正端相連，耦合電感第一繞組的另一端與主功率開關管的漏極及箝位開關管的源極相連，倍壓電路的輸入端與箝位開關管的源極相連，倍壓電路的輸出端與輸出回路的輸出二極管的陽極相連，輸出二極管的陰極與輸出電容的一端相連構成電路輸出端。

與現有技術相比，本實用新型提出的用于太陽能分布式發電的高效率升壓型變換器具有如下優點：本發明利用倍壓電路實現了變換器的高增益輸出，利用箝位開關管與箝位電容組成的串聯電路無損地吸收和轉移了耦合電感的漏感能量，并實現了主功率開關管的零電壓開通，利用并聯電容實現了主功率開關管的零電壓關斷，利用主功率開關管和箝位開關管的門極安排，實現了箝位開關管的零電壓開通和零電壓關斷，無需額外的電感元件，從而附加元件少，結構簡單，成本低，無需額外的檢測電路，電路中無能量損耗元件，可提高變換器的輸出增益與電路效率，且換流過程中，功率開關管關斷時無電壓過沖，續流二極管關斷時無電流過沖，適用于低壓輸入高壓輸出的高增益高效率和小功率太陽能分布式并網發電場合。

附圖說明：

圖1為本實用新型實施例電氣原理示意圖。

具體實施方式：

下面結合附圖對具體實施方式作詳細說明：

一種用于太陽能分布式發電的高效率升壓型變換器，其特征在于，包括耦合電感第一繞組L1，主功率開關管S及并聯在主功率開關管的漏極及源極上的并聯電容Cs，箝位開關管Sc及與箝位開關管漏極串接連接的箝位電容Cc，由續流二極管Ds并接在耦合電感第二繞組L2與倍壓電容Cm串接的電路兩端組成的倍壓電路，由輸出二極管Do與輸出電容Co組成的輸出回路；所述耦合電感第一繞組L1的一端與電源Vin正端相連，耦合電感第一繞組L1的另一端與主功率開關管S的漏極及箝位開關管的源極相連，倍壓電路的輸入端與箝位開關管Sc的源極相連，倍壓電路的輸出端與輸出回路的輸出二極管Do的陽極相連，輸出二極管Do的陰極與輸出電容Co的一端相連構成電路輸出端Vout。

本實用新型的工作原理如下：用于太陽能分布式發電的高效率升壓型變換器存在兩種工作過程，即功率開關管S關斷與箝位開關管Sc開通之間的換流過程和箝位開關管Sc關斷和功率開關管S開通之間的換流過程。分述如下：

功率開關管S關斷與箝位開關管Sc開通之間的換流：