[發明專利]開關電感有源網絡升壓變換器

無效

• 申請號: 201310667019.7
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103683920A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 湯雨;王挺
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種開關電感有源網絡升壓變換器，屬于電力電子變換器技術領域。

背景技術

升壓變換器廣泛應用于工業領域，如燃料電池、新能源發電、電機驅動器等場合。傳統的升壓變換器電路拓撲為Boost電路，在輸入電壓較低，需要得到較高輸出電壓的應用場合，如單個光伏電池模塊，常用的光伏并網結構是將多個光伏電池模塊串/并聯，形成串式/多串式結構，再將整個光伏陣列并入電網。然而，在實際工作中，由于光伏電池長期工作在戶外，不可避免的會沾染到灰塵等污垢，還會受到樹木、建筑物等的遮擋，形成局部陰影，使得各個光伏電池工作特性不一致，這將會引發熱斑效應，造成光伏電池的不可逆損壞。而受到占空比不能過大的限制，Boost電路難以將單體的光伏電池升壓到較高的母線電壓。采用耦合電感Boost變換器通過選擇合適的電感匝比能夠提升輸出電壓，但受到不可避免的漏感的影響，開關管在關斷時會有很大的電壓尖峰，必須外加額外的緩沖吸收電路，增加整體結構的復雜性，并且降低變換效率。開關電感Boost變換器輸出升壓能力有限，且功率器件電壓應力大。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種開關電感有源網絡升壓變換器。

?本發明為解決其技術問題采用如下技術方案：

一種開關電感有源網絡升壓變換器，包括：X型有源網絡和用于替換有源網絡中電感的開關電感單元，所述X型有源網絡輸入端接直流電壓源，輸出端連接功率二極管和濾波電容的串聯電路。?

所述開關電感單元包括：第三電感????????????????????????????????????????????????、第四電感、第五電感、第六電感、第一功率二極管、第二功率二極管、第三功率二極管、第四功率二極管、第五功率二極管、第六功率二極管；其中：第一功率二極管的陽極、第三電感的一端相連，第三電感的另一端與第二功率二極管的陽極相連接，第二功率二極管的陰極與第四電感的一端相連，第四電感的另一端連接第一功率二極管的陰極，第三功率二極管的陽極連接第一功率二極管的陽極，第三功率二極管的陰極連接第二功率二極管的陰極，第四功率二極管的陽極、第五電感的一端相連，第五電感的另一端與第五功率開關管的陽極連接，第五功率二極管的陰極與第六電感的一端相連，第六電感的另一端連接第四功率二極管的陰極相連，第六功率二極管的陽極、第四功率二極管的陽極相連，第六功率二極管的陰極、第五功率二極管的陰極相連。

所述第一功率開關管、第二功率開關管為MOS管或者IGBT管。

本發明的有益效果如下：

變換器體積小但轉換效率高，且主功率開關管電壓應力低。

附圖說明

圖1為開關電感有源網絡升壓變換器的電路圖。

?圖2至圖7為開關電感有源網絡升壓變換器在輸入電壓=40V,?功率開關管、占空比=0.5，負載=100Ω時的實驗波形。

其中圖2為第一、第二功率開關管、承受的電壓；圖3為輸出濾波電容的電壓；圖4為第三電感的電流；圖5為第四電感的電流；圖6為第五電感的電流；圖7為第六電感的電流。

圖中標號說明：為直流電壓源；為第三電感，為第四電感，為第一功率二極管，為第二功率二極管，為第三功率二極管，由此組成的開關電感單元用于替換X型有源網絡中的第一電感；同理，第五電感，第六電感，第四功率二極管，第五功率二極管，第六功率二極管構成的另一組開關電感單元用于替換X型有源網絡中的第二電感；、為第一、第二功率開關管，為輸出功率二極管，為輸出濾波電容，為負載，、、、分別為第三電感、第四電感、第五電感、第六電感中流過的電流。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明創造做進一步詳細說明。

如圖1所示的開關電感有源網絡升壓變換器，包括X型有源網絡和開關電感單元。X型有源網絡輸入端接直流電壓源，開關電感單元用于替換X型有源網絡中的第一電感、第二電感。

X型有源網絡包括：直流電壓源、第一電感、第二電感、第一功率開關管、第二功率開關管；其中：第一功率開關管的陽極、第一電感的一端分別與直流電壓源的正極連接，第一電感的另一端與第二功率開關管的陽極連接，第二功率開關管的陰極、第二電感的一端分別與直流電壓源的負極連接，第二電感的另一端與第一功率開關管的陰極連接。