[發(fā)明專利]一種單開關高增益直流升壓型變換器

無效

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• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102684482A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 胡雪峰;李艷
• 申請（專利權）人: 安徽工業(yè)大學
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及電力電子領域的直流-直流變換器，具體說是一種單開關高增益直流升壓型變換器。

技術背景

由于環(huán)境，溫度等因素的影響，可再生能源的輸出電壓通常波動較大，且單體的輸出電壓等級較低，而并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)需要較高的直流母線電壓。為了得到并網(wǎng)逆變器所需的直流母線電壓，通常將光伏或燃料電池陣列進行串聯(lián)，然后采用BOOST或兩相交錯并聯(lián)BOOST電路進行升壓，這兩種結構變換器的升壓變比相等，輸出電壓增益較小，當輸入電壓較低時，為了達到較高的輸出電壓，其開關導通占空比就會接近于1，功率開關管的電壓應力較大，這樣一方面會降低變換器的效率，同時開關頻率也不易進一步提高。因此研究新型高性能且具有更高輸出電壓增益的直流升壓變換器，有著重要的理論意義和應用價值。

發(fā)明內容：

本發(fā)明的目的是提供一種結構簡單，開關管數(shù)量少，成本低，低輸入電流紋波的一種單開關高增益直流升壓型變換器。

本發(fā)明的單開關高增益直流升壓型變換器，如圖1所示，包括一個直流輸入電源(Vin)，一個功率開關管(T)，一個升壓電感(L1)，一個帶有兩個繞組(L21、L22)的耦合電感，五個單向整流二極管(D1、D2、D3、D4、D5)，三個中間儲能電容(C1、C2、C3)，一個輸出濾波電容(C4)。

如圖1所示，所述電路結構如下：直流輸入電源(Vin)的正極和升壓電感(L1)的一端相連，升壓電感(L1)的另一端和單向整流二極管(D1)的陽極相連，單向整流二極管(D1)的陰極和耦合電感的一個繞組(L21)的同名端相連，耦合電感的繞組(L21)的另一端和單向整流二極管(D3)的陽極相連，單向整流二極管(D2)的陽極和單向整流二極管(D1)的陽極相連，單向整流二極管(D2)的陰極和單向整流二極管(D3)的陽極相連，中間儲能電容(C1)的一端和單向整流二極管(D1)的陰極相連，中間儲能電容(C1)的另一端和功率開關管(T)的源極相連，開關管(T)的源極和直流輸入電源(Vin)的負極相連，功率開關管(T)的漏極與單向整流二極管(D3)的陽極相連，中間儲能電容(C2)的一端和耦合電感的繞組(L21)的同名端相連，中間儲能電容(C2)的另一端和單向整流二極管(D3)的陰極相連，單向整流二極管(D3)的陰極和耦合電感的另一個繞組(L22)的同名端相連，耦合電感的繞組(L22)的另一端和中間儲能電容(C3)的一端相連，中間儲能電容(C3)的另一端和單向整流二極管(D5)的陰極相連，單向整流二極管(D5)的陽極和單向整流二極管(D3)的陰極相連，單向整流二極管(D4)的陽極和單向整流二極管(D5)的陰極相連，單向整流二極管(D4)的陰極和輸出濾波電容(C4)的一端相連，輸出濾波電容(C4)的另一端和直流輸入電源(Vin)的負極相連。

本發(fā)明的變換器有三種基本工作模態(tài)：功率開關管(T)導通，中間儲能電容(C1)放電，中間儲能電容(C2)懸浮，中間儲能電容(C3)充電模態(tài)；功率開關管(T)關斷，中間儲能電容(C1)充電，中間儲能電容(C2)充電，中間儲能電容(C3)放電模態(tài)；功率開關管(T)關斷，中間儲能電容(C1)充電，中間儲能電容(C2)放電，中間儲能電容(C3)放電模態(tài)。在這三種模態(tài)下，實現(xiàn)變換器的運行。

具體實施方式：