[發(fā)明專利]一種單相高增益升壓變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310423154.7
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103490628A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張波;張能
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子變換器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單相高增益升壓變換器。?

背景技術(shù)

在新能源領(lǐng)域如太陽能發(fā)電或者燃料電池等系統(tǒng)中，由于單個模塊提供的都是電壓較低的直流電，而實際所需的電壓等級通常較高，因此需要一級高效率、高增益、性能穩(wěn)定的升壓變換器把低電壓直流電轉(zhuǎn)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(shù)都在十倍以內(nèi)，很難滿足高增益的變換要求。基于常規(guī)單管Boost變換器采用耦合電感技術(shù)可以實現(xiàn)增益的擴展，但是輸入電流紋波較大。使用開關(guān)電容技術(shù)也可以實現(xiàn)增益拓展，這種技術(shù)電路結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)，但是存在著開關(guān)管電流尖峰沖擊大，電壓增益有限的缺點，并且變換器的增益與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度成正比，即增益越高，電路越復(fù)雜。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種單相高增益升壓變換器。?

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

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：?

一種單相高增益升壓變換器，包括依次連接的電壓轉(zhuǎn)移電路、耦合電感升壓電路和輸出電路。?

所述電壓轉(zhuǎn)移電路包括第一電感、開關(guān)管和第一電容；?

所述耦合電感升壓電路包括耦合電感的原邊繞組和副邊繞組、第二電容、第三電容、第一二極管和第二二極管；?

所述輸出電路包括第三二極管、第四電容和負載。?

所述第一電感的一端與輸入電源的正極連接，第一電感的另一端分別開關(guān)管的漏極、第一電容的一端連接；?

所述開關(guān)管的源極與輸入電源的負極連接；?

所述第一電容的另一端分別與第一二極管的陽極、第二電容的一端、耦合電感的原邊繞組的異名端連接；?

所述耦合電感的原邊繞組的同名端與輸入電源的負極連接；?

所述第一二極管的陰極分別與第三電容的一端、耦合電感的副邊繞組的異名端連接；?

所述第二電容的另一端分別與耦合電感的副邊繞組的同名端第二二極管的陽極連接；?

所述第三電容的另一端分別與第二二極管的陰極、第三二極管的陽極連接；?

所述第三二極管的陰極分別與第四電容的一端、負載的一端連接；?

所述第四電容的另一端、負載的另一端與輸入電源的負極連接；?

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有如下優(yōu)點：?

（1）本發(fā)明無需額外的功率開關(guān)，結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，效率高；?

（2）本發(fā)明的變換器工作時，輸入電流紋波較小，便于輸入電流濾波；?

（3）本發(fā)明中的耦合電感在開關(guān)管開通和關(guān)斷的過程中均參與能量傳遞，提高了耦合電感的利用率；?

（4）本發(fā)明同時利用兩個電容即第二電容和第三電容實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)移，不僅實現(xiàn)了電壓增益的進一步拓展，而且進一步提高了耦合電感的利用率。?

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述的一種單相高增益升壓變換器的實施例的電路圖；?

圖2a、圖2b分別是圖1所示電路圖在一個開關(guān)周期內(nèi)的主要工作模態(tài)圖。其中圖2a是工作模態(tài)1的電路圖，圖2b是工作模態(tài)2的電路圖。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；?

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。?

實施例?

如圖1所示，一種單相高增益升壓變換器，包括依次連接的電壓轉(zhuǎn)移電路X、耦合電感升壓電路Y和輸出電路Z。?

所述電壓轉(zhuǎn)移電路X包括第一電感L₁、開關(guān)管S和第一電容C₁；?

所述耦合電感升壓電路Y包括耦合電感的原邊繞組L₂₁和耦合電感的副邊?繞組L₂₂、第二電容C₂、第三電容C₃、第一二極管D₁和第二二極管D₂；?

所述輸出電路包括第三二極管D₃、第四電容C₄和負載R。?

所述第一電感L₁的一端與輸入電源V_g的正極連接，第一電感L₁的另一端分別開關(guān)管S的漏極、第一電容C₁的一端連接；?