[發(fā)明專利]三繞組耦合電感ZVS/ZCS雙管升壓變換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310568417.3
• 申請(qǐng)日: 2013-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN103618444B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯雨;王挺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/07
• 分類號(hào): H02M3/07;H02M3/156
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三繞組耦合電感ZVS/ZCS雙管升壓變換器，屬于電力電子變換器領(lǐng)域。

背景技術(shù)

受到能源短缺與環(huán)境問題的雙重壓力，新能源發(fā)電因其清潔性受到廣泛關(guān)注和研究，為了將單塊光伏電池、燃料電池并入電網(wǎng)，需要使用高增益、高效率直流變換器大幅度提升直流電壓等級(jí)。傳統(tǒng)Boost變換器升壓能力十分有限，隨著增益的升高，占空比逐漸變大，電感電流紋波變大，需要的電感也隨之變大；且應(yīng)用在高輸出電壓場合時(shí)，功率開關(guān)管電壓應(yīng)力，電流應(yīng)力較大，開關(guān)管導(dǎo)通損耗大；輸出側(cè)二極管電壓應(yīng)力大，且二極管硬關(guān)斷，反向恢復(fù)問題和EMI問題十分嚴(yán)重，變換效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述背景技術(shù)的不足，提供了三繞組耦合電感ZVS/ZCS雙管升壓變換器，所述變換器體積小但轉(zhuǎn)換效率高，且主功率開關(guān)管電壓應(yīng)力，電流應(yīng)力小；功率開關(guān)管均能實(shí)現(xiàn)零電壓開通，開關(guān)損耗小；功率二極管均能實(shí)現(xiàn)零電流自然關(guān)斷，不存在反向恢復(fù)問題，EMI干擾較小。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案：

????三繞組耦合電感ZVS/ZCS雙管升壓變換器，包括直流電源、第一升壓電路、第二升壓電路、第一電荷泵升壓單元、第一開關(guān)電路和負(fù)載；所述直流電源輸出的電壓分為兩路輸出，其中一路經(jīng)第一升壓電路初步升壓后輸入第一電荷泵升壓單元，經(jīng)第一電荷泵升壓單元二次升壓后經(jīng)第一開關(guān)電路輸入至負(fù)載的一端；另一路經(jīng)第二升壓電路初步升壓后輸入至負(fù)載另一端，在負(fù)載的兩端還并聯(lián)一輸出濾波電容。

????作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，還包括第一、第二箝位回路；所述第一升壓電路包括第一電感和第一開關(guān)管，所述第二升壓電路包括第二電感和第二開關(guān)管；第一電感的一端和第二開關(guān)管的漏極接至直流電壓源正極，第二電感的一端和第一開關(guān)管的源極接至直流電壓源負(fù)極，第一電感的另一端接至第一開關(guān)管的漏極，第二電感的另一端接至第二開關(guān)管的源極，第一升壓電路的第一開關(guān)管由第一箝位回路箝位，第二升壓電路的第二開關(guān)管由第二箝位回路箝位。

????作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述第一箝位回路包括第一箝位電容和第三開關(guān)電路，所述第二箝位回路還包括第二箝位電容和第四開關(guān)電路，所述的第一箝位電容一端與輸入直流源正極相連，第一箝位電容的另一端與第三開關(guān)電路的一端相連；第三開關(guān)電路的另一端與第一開關(guān)管的漏極相連，所述的第二箝位電容一端與輸入直流源負(fù)極相連，第二箝位電容的另一端與第四開關(guān)電路的一端相連，第四開關(guān)電路的另一端與第二開關(guān)管源極相連。

????作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述第三開關(guān)電路為第三開關(guān)管，所述第四開關(guān)電路為第四開關(guān)管，第一箝位電容的另一端與第三開關(guān)管的漏極相連，第三開關(guān)管的源極與第一開關(guān)管的漏極相連；第二箝位電容的另一端與第四開關(guān)管的源極相連，第四開關(guān)管的漏極與第二開關(guān)管的源極相連。

????作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述的第一電荷泵升壓單元包括第三電感、第一電荷泵二極管和第一電荷泵電容，所述第一開關(guān)電路為二極管，其中，第一箝位電容的另一端接至第一電荷泵二極管的陽極，第一電荷泵二極管的陰極分別與二極管的陽極以及第一電荷泵電容的一端連接，二極管的陰極接至負(fù)載的一端，第一電荷泵電容的另一端與第三電感的一端相連，第三電感的另一端與第一電感的一端連接；所述第一電感、第二電感與第三電感構(gòu)成耦合電感，其中第一電感與輸入側(cè)直流源正極相連的一端、第三電感與第一電感相連的一端和第二電感與第二開關(guān)管的源極相連的一端為耦合電感的同名端。

????作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述的第一電荷泵升壓單元包括第三電感、第一電荷泵二極管和第一電荷泵電容，所述第一開關(guān)電路為二極管，其中，第一箝位電容的另一端接至第一電荷泵二極管的陽極，第一電荷泵二極管的陰極分別與二極管的陽極以及第一電荷泵電容的一端連接，二極管的陰極接至負(fù)載的一端，第一電荷泵電容的另一端與第三電感的一端相連，第三電感的另一端與第三開關(guān)管的漏極連接；所述第一電感、第二電感與第三電感構(gòu)成耦合電感，其中第一電感與輸入側(cè)直流源正極相連的一端、第三電感與第三開關(guān)管漏極相連的一端和第二電感與第二開關(guān)管的源極相連的一端為耦合電感的同名端。