[實用新型]含倍壓單元和改進型交錯并聯Boost的高增益變換器

有效

• 申請號: 201320303248.6
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN203243222U
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 高龍;章家巖;胡雪峰
• 申請（專利權）人: 高龍
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種直流-直流變換器及應用，屬電力電子技術中的功率變換領域。

背景技術

在可再生能源發電系統中，由于許多可再生能源發出的電能都是電壓較低的直流電，而并網發電系統需要電壓較高的直流母線，因此需要直流-直流變換器把低電壓直流電轉換為適合并網的高電壓直流電。低輸入電流紋波、高增益、高效率的非隔離型變換器在可再生能源并網發電領域額有著重要的作用。

常規的升壓型（Boost）交錯并聯直流-直流變換器的輸出電壓增益較小，功率開關管的電壓應力較大，功率開關管為硬開關工作，開關損耗大，續流二極管的反向恢復電流較大，反向恢復損耗較大。近年來，相繼研究了一些軟開關電路，通過附加有源功率開關管和無源電感、電容等器件或通過附加二極管和無源電感、電容等器件來實現功率開關管的軟開關。軟開關電路雖然可以實現功率開關管的軟開關，但是不能降低功率開關管的電壓應力，也沒有拓展變換器的增益。

發明內容

本實用新型的目的在于解決現有技術中存在的問題，提供一種含倍壓單元和改進型交錯并聯Boost的高增益變換器，電路拓撲結構簡單，且容易控制實現，同時有效減小了輸入電流紋波和功率管的電壓應力，提高了變換器的性能。

本實用新型所述含倍壓單元和改進型交錯并聯Boost的高增益變換器如圖1所示，其特征在于：

變換器包括交錯并聯Boost改進型升壓電路單元、倍壓電路單元和輸出電路單元；

變換器中的交錯并聯Boost改進型電路單元由兩個繞組、兩個開關管、兩個箝位二極管和兩個箝位電容構成，其中：

第一繞組的第一端與第二繞組的第一端及電源的正極相連，第一繞組的第二端與第一開關管的漏極相連，第二繞組的第二端與第二開關管的漏極相連，第一開關管的源極和第二開關管的源極及電源的負極相連，第一箝位二極管的陽極和第二開關管的漏極相連，第一鉗位二極管的陰極和第二箝位二極管的陽極及第一箝位電容的第二端相連，第一箝位電容的第一端與第一繞組的第二端及第一開關管的漏極相連，第二箝位二極管的陰極與第二箝位電容的第一端相連，第二箝位電容的第二端與電源的負極相連；

倍壓電路單元由一個續流二極管、一個舉升電容和兩個繞組三構成，其中：

續流二極管的陽極、第二箝位二極管的陰極、第二箝位電容和第三繞組第一端相連，續流二極管的陰極、輸出二極管的陽極和舉升電容的第二端相連，第三繞組第二端和第四繞組第一端相連，第四繞組第二端和舉升電容第一端相連，第一繞組第一端和第三繞組第一端是同一耦合電感的同名端，第二繞組第一端和第四繞組第二端是同一耦合電感的同名端；

輸出電路單元由輸出二極管、濾波電容構成，其中：

輸出二極管的陰極、濾波電容的第一端和輸出的正端相連，輸出的負端、濾波電容的第二端和輸入的負端相連。

本實用新型工作時，利用耦合電感的變壓器效應實現了變換器增益的拓展，降低了第一開關管、第二開關管、第一箝位二極管和第二箝位二極管的電壓應力，使高性能的開關管器件的應用成為可能，從而減小開關管的導通損耗和開關損耗，而相比于高電壓應力的二極管，電壓應力較低的二極管不僅導通壓降更小，而且反向恢復特性更好，進一步減小了變換器的損耗。倍壓單元的引入進一步提高了電路的增益并降低了器件的電壓應力；利用耦合電感的漏感實現了第一開關管和第二開關管的零電流開通；同時利用耦合電感的漏感還實現了續流二極管的軟關斷；利用第一箝位二極管、第二箝位二極管和第一箝位電容、第二箝位電容吸收漏感的能量最終傳輸到負載，實現無損吸收；利用交錯控制降低了輸入電流的紋波并提高系統的功率等級。

本實用新型提出的變換器無需額外的功率開關和電感元件，附加元件少，結構簡單，控制方便，電路中無能量損耗元件，可提高升壓型并聯電路的效率，且換流過程中，功率開關關斷時無電壓過沖，續流二極管開通時無電流過沖。能在恰當占空比的情況下實現較高的電壓增益。

附圖說明

圖1是本實用新型含倍壓單元和改進型交錯并聯Boost的高增益變換器的電路圖。

具體實施方式

參見圖1，變換器包括交錯并聯Boost改進型升壓電路單元、倍壓電路單元和輸出電路單元；