[發(fā)明專利]一種改進(jìn)型無(wú)紋波升降壓DC-DC變換器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110323661.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN112953205A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周永勤;翟廣平;李樓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/155
• 分類號(hào): H02M3/155;H02M3/158;H02M1/14
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開了一種改進(jìn)型無(wú)紋波升降壓DC?DC變換器的電路拓?fù)?，該變換器由直流電源、升壓電路、改進(jìn)升降壓電路和負(fù)載構(gòu)成。直流電源經(jīng)過(guò)升壓電路為后續(xù)電路提供輸入電壓，輸入電壓值為電感L₁和L₂的電壓差值，通過(guò)開關(guān)管S₁和S₂控制電感兩端的電壓，從而消除電流紋波。變換器的改進(jìn)升降壓電路由倍壓電路和低通濾波電路構(gòu)成，能夠提供二次型電壓增益，可以擴(kuò)寬工作電壓。因此該變換器既可以實(shí)現(xiàn)電壓增益和電流紋波消除，又可以提供降壓?升壓功能。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于電力變換設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種改進(jìn)型無(wú)紋波升降壓DC-DC變換器。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)的發(fā)展，不可再生資源被大量消耗，不可再生資源總量在急劇減少，為了資源的可持續(xù)發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注可再生能源和能源損耗問(wèn)題。在能源進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，需要經(jīng)過(guò)變換器，變換器會(huì)損耗能量，所以為了減少變換器的損耗，越來(lái)越多的學(xué)者對(duì)變換器進(jìn)行研究。對(duì)變換器的研究主要分為兩方面，一是能量變換時(shí)減少能量的損耗，二是減少變換器器件的損耗。在變換器轉(zhuǎn)換能量時(shí)由于電路結(jié)構(gòu)的原因會(huì)產(chǎn)生電流紋波，所產(chǎn)生的電流紋波會(huì)對(duì)變換器器件造成損害，減少變換器的使用壽命。

因此為了提高電能傳輸質(zhì)量和變換器的使用壽命，需要改進(jìn)變換器結(jié)構(gòu)，不僅能減小電流紋波并且能擴(kuò)大變換器的使用范圍，可以在寬范圍輸入電壓下工作。

發(fā)明內(nèi)容：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種改進(jìn)型無(wú)紋波升降壓DC-DC變換器，包括直流電源，升壓電路，改進(jìn)升降壓電路和負(fù)載。其中升壓電路包括電容C₁，開關(guān)管S₁，二極管D₁，電感L₁；改進(jìn)升降壓電路包括開關(guān)管S₂，電感L₀、L₂，二極管D_n、D_p，電容C₀、C_n、C_p。

直流電源正極與電容C₁正極和開關(guān)管S₁集電極相連，電容C₁負(fù)極與二極管D₁正極和電感L₁相連，二極管D₁負(fù)極與開關(guān)管S₁發(fā)射極和電感L₂相連，電感L₁另一端與開關(guān)管S₂發(fā)射極、電容C_p負(fù)極和二極管D_p負(fù)極相連，電容C_p正極與電感L₀和二極管D_n負(fù)極相連，二極管D_p正極與電容C_n負(fù)極和電容C₀負(fù)極相連，電容C₀正極與電感L₀另一端相連，負(fù)載電阻R兩端與電容C₀兩端相連，直流電源負(fù)極與電感L₂相連、開關(guān)管S₂的集電極相連、二極管D_n的正極和電容C_n的正極相連。

本發(fā)明提出的變換器包括直流電源，升壓電路，改進(jìn)升降壓電路和負(fù)載。直流電源經(jīng)過(guò)升壓電路為后續(xù)電路提供輸入電壓，輸入電壓值為兩個(gè)電感的電壓差值，通過(guò)開關(guān)管S₁和S₂控制電感兩端電壓，從而消除電流紋波。另外，變換器的改進(jìn)升降壓電路由倍壓電路和低通濾波電路構(gòu)成，能夠提供二次型電壓增益，可以擴(kuò)寬工作電壓。該變換器既可以實(shí)現(xiàn)電壓增益和電流紋波消除，又可以提供降壓-升壓功能。

一種改進(jìn)型無(wú)紋波升降壓DC-DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如附圖1所示，由于兩個(gè)開關(guān)管S₁和S₂同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷，因此該變換器有2種工作狀態(tài)。