[實用新型]磁集成開關電感雙輸入升壓變換器

有效

• 申請號: 202022922140.8
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN214429457U
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 吳琨;李衛民;王軍;李云陟;齊楠
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司錦州供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所(普通合伙) 21225
• 代理人: 李輝

一種磁集成開關電感雙輸入升壓變換器，在保證較高電壓增益的同時，具有較低的功率器件應力，改善了電流紋波和穩定性。包括兩路具有開關電感的Boost變換器，第一路Boost變換器包括開關管S1、由電感L3和L4以及二極管D1、D2和D3組成的開關電感單元，第二路Boost變換器包括開關管S2、由電感L1和L2以及二極管D5、D6和D7組成的開關電感單元，其在二極管D7負極和電感L2出端的結點連接二極管VD3和電容C2，電容C2負極與二極管D7負極和電感L2出端的結點連接，電容C2正極連接二極管VD4，二極管VD3負極和二極管VD4正極連接后通過電容C3與開關管S1的源極連接，電容C2正極通過二極管VD2與二極管VD1正極連接。

技術領域

本實用新型涉及一種磁集成開關電感雙輸入升壓變換器，屬于升壓變換器領域。

背景技術

全球能源緊張為人類敲響的警鐘使新能源的開發和利用迫在眉睫，然而新能源自身卻帶有一定局限性，新能源聯合供電系統應運而生，目前新能源中的太陽能和熱能所組成的聯合供電系統已得到應用，但新能源系統存在較低前級輸出電壓，導致無法直接滿足負載和電網發電的問題，基于磁集成單元開關電感代替傳統Boost變換器中單一儲能電感的思想提出了一種改進型的雙輸入高增益Boost變換器，該變換器具有較高電壓增益和低電壓應力，并針對單元開關電感含有多個分立電感，導致變換器體積增大且輸出電流紋波惡化的問題，利用平面磁集成技術對開關電感進行耦合設計，有效降低了變換器電感電流紋波，提高了轉換效率。CN108768163A公開了一種雙輸入高增益boost變換器，其雖然提出了開關電感的思想，減小了分立電感的體積，提高了效率，但只對傳統變換器電感進行簡單的替換，并未對開關電感進行磁集成耦合，且電壓增益并不理想。

實用新型內容

本實用新型是要解決現有技術存在上述問題，提供一種磁集成開關電感雙輸入升壓變換器。該變換器在保證較高電壓增益的同時，具有較低的功率器件應力，結合平面磁集成技術對開關電感進行耦合研究，減小了磁件體積，改善了電流紋波，提高變換器的穩定性。

本實用新型的技術解決方案是：一種磁集成開關電感雙輸入升壓變換器，包括直流輸入電源U1、直流輸入電源U2、兩路具有開關電感的Boost變換器，第一路Boost變換器包括開關管S1、由電感L3和L4以及二極管D1、D2和D3 組成的開關電感單元，第二路Boost變換器包括開關管S2、由電感L1和L2以及二極管D5、D6和D7組成的開關電感單元，電感L₁與電感L₂正向耦合，電感 L₃與電感L₄正向耦合，電感L₁、L₂與電感L₃、L₄反向耦合，直流輸入電源U1和直流輸入電源U2的負極連接系統地，電感L3、二極管D3和開關管S1串聯在所述直流輸入電源U1正極和系統地之間，串聯的電感L3和整流二極管D3兩端并聯二極管D1和電感L4，二極管D2連接在二極管D1負極和二極管D3正極端之間，二極管D3的負極和電感L4出端的結點經過串聯的電容C1和二極管VD1 后并聯電容C₀和電阻R，電容C₀和電阻R的出端連接系統地，電感L1、二極管D7和開關管S2串聯在直流輸入電源U2的正極和系統地之間，串聯的電感 L1和二極管D7兩端并聯二極管D5和電感L2，二極管D6連接在所述二極管D5 負極和二極管D7正極之間，其特殊之處是：在二極管D7負極和電感L2出端的結點連接正接的二極管VD3和反接的電容C2，電容C2負極與二極管D7負極和電感L2出端的結點連接，電容C2正極連接反接的二極管VD4，二極管VD3負極和二極管VD4正極連接后通過正接的電容C3與開關管S1的源極連接，電容 C2正極通過正接二極管VD2與二極管VD1正極連接。

進一步地，所述磁集成開關電感雙輸入升壓變換器還設有控制器，所述控制器二個輸出端分別與開關管S1的柵極和開關管S2的柵極連接。

進一步地，所述控制器為單片集成函數信號發生器。

進一步地，所述單片集成函數信號發生器采用ICL8038模塊。