[發(fā)明專利]非隔離型單管平方升壓直流變換器及其控制方法

在審

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• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN112039333A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 寧光富;粟梅;但漢兵;孫堯;韓華;柳張杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: H02M3/04
• 分類號: H02M3/04;H02M3/155
• 代理公司: 長沙智路知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43244
• 代理人: 張毅

本發(fā)明公開了一種非隔離型單管平方升壓直流變換器，包括輸入電源V_in，開關(guān)管Q₁，電感L₁和L₂，二極管D₁、D₂和D_o，中間電容C_o1，輸出電容C_o，和輸出負載端；所述輸入電源V_in的正極連接L₁的一端，L₁的另一端連接D_o和D₁的陽極，D_o的陰極連接C_o1的負極和L₂的一端，C_o1的正極和D₂的陰極連接C_o的正極，L₂的另一端、D₁的陰極、D₂的陽極均與Q₁的集電極相連，Q₁的發(fā)射極與V_in、C_o的負極均相連，C_o的兩端并聯(lián)輸出負載端，也公開了該直流變換器的控制方法。本發(fā)明僅采用單個開關(guān)管，在相同占空比的條件下提高非隔離型直流變換器的升壓比，或者在相同升壓比的條件下降低開關(guān)管的占空比。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種非隔離型單管平方升壓直流變換器及其控制方法。

背景技術(shù)

目前，隨著能源危機、溫室效應(yīng)以及環(huán)境污染等問題的日益嚴(yán)重，光伏發(fā)電、燃料電池等可再生能源在全世界得到了越來越多的關(guān)注，并且隨著電動汽車和數(shù)據(jù)中心等直流負荷的廣泛存在，可再生能源的分布式應(yīng)用需求也越來越大。為了將這些電壓水平較低的分布式可再生能源連接至電壓水平相對更高的直流負載，需要通過高升壓比直流變換器來實現(xiàn)，而非隔離型直流變換器是其中較為常見的一種類型。為了得到高升壓比，常見的方案為通過兩個直流變換器進行交錯并聯(lián)或級聯(lián)或輸入并聯(lián)、輸出串聯(lián)等方式組合在一起。不斷提高升壓比一直是非隔離型直流變換器的研究方向，而為了達到高升壓比，開關(guān)管的占空比較大超過0.9時，為保證留有足夠的關(guān)斷時間，開關(guān)頻率只為相對較低的1kHz，需要用到大電感和大電容，導(dǎo)致體積偏大和重量偏高；另外，無論是交錯并聯(lián)還是級聯(lián)抑或是輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)的組合方式，都至少需要兩個開關(guān)管，相應(yīng)的成本也隨之增加。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

基于上述問題，本發(fā)明提供一種非隔離型單管平方升壓直流變換器及其控制方法，針對可再生能源的分布式應(yīng)用場合，僅采用單個開關(guān)管，在相同占空比的條件下提高非隔離型直流變換器的升壓比，或者在相同升壓比的條件下降低開關(guān)管的占空比。

(二)技術(shù)方案

基于上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種非隔離型單管平方升壓直流變換器，包括輸入電源V_in，開關(guān)管Q₁，電感L₁和L₂，二極管D₁、D₂和D_o，中間電容C_o1，輸出電容C_o，和輸出負載端；所述輸入電源V_in的正極連接L₁的一端，L₁的另一端連接D_o和D₁的陽極，D_o的陰極連接C_o1的負極和L₂的一端，C_o1的正極和D₂的陰極連接C_o的正極，L₂的另一端、D₁的陰極、D₂的陽極均與Q₁的集電極相連，Q₁的發(fā)射極與V_in、C_o的負極均相連，C_o的兩端并聯(lián)輸出負載端。