[發明專利]一種兩繞組耦合電感倍壓式單開關管高增益變換器

無效

• 申請號: 201310377481.3
• 申請日: 2013-08-26
• 公開（公告）號: CN103427660A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 張波;張能;黃子田;丘東元;肖文勛
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;東莞市石龍富華電子有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/32
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及電力電子變換器技術領域，具體涉及一種兩繞組耦合電感倍壓式單開關管高增益變換器。

背景技術

在太陽能發電系統或者燃料電池系統中，由于單塊太陽能電池或者單個燃料電池的輸出電壓較低且容量較小，而實際應用中所需的電壓通常較高，并且對效率要求也較高，因此需要一級高效率的升壓變換器把低電壓直流電轉換為適合實際需要的高壓直流電。

目前最常用的升壓變換器是單管Boost變換器，然而這種變換器的升壓范圍十分有限，通常升壓倍數都在十倍以內，很難滿足高增益的變換要求。為實現增益拓展，可以使用開關電容技術，這種技術電路結構簡單，容易實現，但是存在著開關管電流尖峰沖擊大，電壓增益有限的缺點。雖然通過多級開關電容結構可以進一步拓展變換器的電壓增益，但是電路結構會變得非常復雜。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種兩繞組耦合電感倍壓式單開關管高增益變換器。

本發明適用于光伏系統、燃料電池系統、能量回收系統等需要用到高增益高性能電力電子變換器的場合。

本發明通過如下技術方案實現：

一種兩繞組耦合電感倍壓式單開關管高增益變換器，包括Boost電路、耦合電感倍壓單元電路及輸出電路，

所述Boost電路由開關管S、第一二極管D₁、第一電容C₁、耦合電感的原邊繞組L₁₁構成；

耦合電感倍壓單元電路由第一電容C₁、第二電容C₂、第二二極管D₂、耦合電感的副邊繞組L₁₂構成；

輸出電路由第三二級管D₃、第三電容C₃和負載構成。

所述耦合電感的原邊繞組L₁₁的同名端與輸入電源正極連接，所述耦合電感的原邊繞組L₁₁的異名端分別與開關管S的漏極、第一二極管D₁的陽極連接，所述第一二極管D₁的陰極分別與第一電容C₁的一端、第二二極管D₂的陽極連接，所述第二二極管D₂的陰極分別與第三二極管D₃的陽極、耦合電感的副邊繞組L₁₂的異名端連接，所述耦合電感的副邊繞組L₁₂的同名端與第二電容C₂的一端連接，所述第三二極管D₃的陰極分別與第三電容C₃的一端、負載的一端連接；

所述開關管S的源極、第一電容C₁的另一端、第三電容C₃的另一端、負載的另一端分別與輸入電源的負極連接，所述第二電容C₂的另一端與輸入電源的負極連接或與輸入電源的正極連接或與第三二極管D₃的陰極連接。

與現有技術相比本發明具有如下優點：

本發明工作時，利用耦合電感的漏感有效地抑制了第二電容造成的電流尖峰，同時第二電容也可以回收耦合電感漏感能量，提高變換器的效率，利用耦合電感原、副邊繞組的匝數比可以調節變換器的電壓增益，利用第一電容限制開關管承受的電壓應力；

本發明電路結構簡單，控制電路容易實現，非常適用于需要高增益、高效率變換器的場合。

附圖說明

圖1是本發明一種兩繞組耦合電感倍壓式單開關管高增益變換器的電路圖；

圖2（a）～圖2（b）是本發明實施例1中一種兩繞組耦合電感倍壓式單開關管高增益變換器在一個開關周期內的等效電路圖，其中圖2（a）是工作模態1時的等效電路圖，圖2（b）是工作模態2時的等效電路圖，圖中實線表示變換器中有電流流過的部分，虛線表示變換器中沒有電流流過的部分；

圖3是本發明實施例2的一種兩繞組耦合電感倍壓式單開關管高增益變換器的電路圖；

圖4是本發明實施例3的一種兩繞組耦合電感倍壓式單開關管高增益變換器的電路圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。

實施例1