[發明專利]一種零紋波輸出的高增益耦合電感Boost變換器

在審

• 申請號: 202110732117.9
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113644821A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 榮德生;王寧;陳坤;劉楊涵驍;孫瑄瑨;董浩然
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請提供了一種零紋波輸出的高增益耦合電感Boost變換器，該變換器包括輸入電源、主開關管、第一耦合電感、第二耦合電感、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第一續流二極管、第二續流二極管、第三續流二極管、非耦合電感以及輸出電阻。本申請中輸入電源、第一耦合電感以及第四電容共同對第三電容充電，提高了第三電容兩端電壓的電壓等級，進而提高了輸出電阻兩端電壓的電壓等級，能夠在提升變換器增益的同時，減少元器件的使用數量，減小變換器的整體體積，提高變換器的功率密度，且能夠減小變換器中開關器件的電壓應力，從而提高變換器的工作效率。

技術領域

本發明涉及電力電子領域，具體而言，涉及一種零紋波輸出的高增益耦合電感Boost變換器。

背景技術

現階段，光伏組件被廣泛應用于清潔能源領域，其輸出電壓為18V～60V，而高壓并網或者逆變所需的電壓為200V～400V，為了滿足高壓并網或者逆變所需的電壓等級，通常使用升壓直流變換器對光伏組件輸出電壓的電壓等級進行提升。

實際中，通常使用DC-DC變換器作為升壓直流變換器，但是DC-DC變換器，比如Boost變換器的升壓能力弱，升壓效率低，并且Boost變換器中包括大量的元器件，在提高電壓等級的同時又降低了變換器的功率密度，也增加了變換器中開關器件的電壓應力，進而降低了變換器的工作效率。

發明內容

有鑒于此，本申請實施例的目的在于提供一種零紋波輸出的高增益耦合電感Boost變換器，能夠減小變換器中開關器件的電壓應力，在提升變換器增益的同時，減少元器件的使用數量，減小變換器的整體體積，提高變換器的功率密度，從而提高變換器的工作效率。

本申請實施例提供了一種零紋波輸出的高增益耦合電感Boost變換器，所述變換器包括輸入電源、主開關管、第一耦合電感、第二耦合電感、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第一續流二極管、第二續流二極管、第三續流二極管、非耦合電感以及輸出電阻，所述輸入電源的正極分別與所述第一耦合電感的一端、所述第二耦合電感的一端相連，所述輸入電源的負極分別與所述主開關管的一端、所述第一續流二極管的一端相連，所述第一耦合電感的另一端與所述第四電容的一端相連，所述第四電容的另一端分別與所述第二續流二極管的一端、所述第三續流二極管的一端相連，所述第二續流二極管的另一端分別與所述非耦合電感的一端、所述第三電容的一端相連，所述第三續流二極管的另一端分別與所述第二耦合電感的另一端、所述第三電容的另一端、所述主開關管的另一端、所述第二電容的一端相連，所述非耦合電感的另一端分別與所述第一電容的一端、所述輸出電阻的一端相連，所述第一續流二極管的另一端分別與所述第一電容的另一端、所述第二電容的另一端、所述輸出電阻的另一端相連。

在一種可能的實施方式中，所述變換器在實際工作過程中，所述第一耦合電感和所述第二耦合電感發生耦合，產生漏感，所述漏感與所述第二耦合電感并聯。

在一種可能的實施方式中，所述變換器在第一工作模態過程中，所述主開關管關斷，所述第一續流二極管導通，所述第二續流二極管截止，所述第三續流二極管導通；

所述輸入電源對所述第四電容進行充電，所述漏感的能量轉移至所述第二電容。

在一種可能的實施方式中，所述變換器在第二工作模態過程中，所述主開關管關斷，所述第一續流二極管截止，所述第二續流二極管截止，所述第三續流二極管導通；

所述第一耦合電感和所述第二耦合電感對所述第四電容進行充電；在所述第二工作模態結束的時刻，所述漏感的能量全部轉移至所述第二電容。

在一種可能的實施方式中，所述變換器在第三工作模態過程中，所述主開關管導通，所述第一續流二極管截止，所述第二續流二極管截止，所述第三續流二極管導通；

所述輸入電源對所述第一耦合電感進行充電。