[發明專利]一種基于升壓公式的單開關Boost三電平變換器

有效

• 申請號: 202011602868.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112713769B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 李暉;梅成林;安然然;劉軍
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 賈小慧

本申請公開了一種基于升壓公式的單開關Boost三電平變換器，包括：第一子電路和第二子電路，第一子電路與第二子電路串聯；第一子電路包括耦合電感原邊繞組、開關管、第四二極管、第六二極管、第四電容和第六電容；第二子電路包括耦合電感副邊繞組、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第五二極管、第一電容、第二電容、第三電容、第五電容、輸出整流二極管和穩壓電容；開關管用于控制第一子電路和第二子電路的連接狀態，構成升壓三電平變換器。本申請能夠解決現有基于級聯或者雙開關的變換器導致電路器件數量增加，電路控制復雜化，且效率不高，成本高的技術問題。

技術領域

本申請涉及升壓變換器技術領域，尤其涉及一種基于升壓公式的單開關Boost三電平變換器。

背景技術

太陽能和風能已經得到了較為廣泛的應用，不過這些系統如何實現并網運行、滿足電網中的高電壓需要仍然是最重要的問題，具有高電壓增益特性的DC-DC變換器在新能源發電并網過程發揮著不可或缺的作用。常規的BOOST變換器的由于寄生參數的影響，它的占空比不能太高，因此BOOST變換器的電壓增益能力較低，開關管的電壓應力較大，功率損耗嚴重，因此，BOOST變換器在高效率的情況下不可能提供足夠高的電壓增益比來增高電壓以滿足并網的需要。為此，相繼出現了級聯型BOOST變換器、雙開關Boost三電平變換器等，但是存在器件數量增加，效率不高，電路變得復雜，控制器復雜，成本高等一系列問題。

發明內容

本申請提供了一種基于升壓公式的單開關Boost三電平變換器，用于解決現有基于級聯或者雙開關的變換器導致電路器件數量增加，電路控制復雜化，且效率不高，成本高的技術問題。

有鑒于此，本申請第一方面提供了一種基于升壓公式的單開關Boost三電平變換器，包括：第一子電路和第二子電路，所述第一子電路與所述第二子電路串聯；

所述第一子電路包括耦合電感原邊繞組、開關管、第四二極管、第六二極管、第四電容和第六電容；

所述第二子電路包括耦合電感副邊繞組、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第五二極管、第一電容、第二電容、第三電容、第五電容、輸出整流二極管和穩壓電容；

所述開關管用于控制所述第一子電路和所述第二子電路的連接狀態，構成升壓三電平變換器。

可選的，輸入電源的正極與所述耦合電感原邊繞組的一端連接，所述耦合電感原邊繞組的另一端分別與所述第六二極管的陽極和所述開關管的漏極相連。

可選的，所述第六二極管的陰極分別與所述第四二極管的陽極和所述第四電容的一端相連。

可選的，所述第四電容的另一端分別與所述耦合電感副邊繞組的一端、所述第一電容的一端和所述第五電容的一端相連。

可選的，所述第五電容的另一端分別與所述第三二極管的陽極和所述第五二極管的陰極相連。

可選的，所述耦合電感副邊繞組的另一端分別于所述穩壓電容的一端、所述第二電容的一端、所述第三電容的一端、所述第六電容的一端、所述第四二極管的陰極、所述第五二極管的陽極相連。

可選的，所述第三電容的另一端分別與所述第一二極管的陽極和所述第三二極管的陰極相連。

可選的，所述第一二極管的陰極分別與所述第二二極管的陽極和所述第一電容的另一端相連。

可選的，所述第二二極管的陰極分別與所述第二電容的另一端和所述輸出整流二極管的陽極相連。

可選的，所述輸出整流二極管的陰極分別與所述穩壓電容的另一端和負載電阻的一端相連；

所述第六電容的另一端、所述開關管的源極和所述負載電阻的另一端均與所述輸入電源的負極相連。

從以上技術方案可以看出，本申請實施例具有以下優點：