[發明專利]一種低電壓應力多倍次高增益的DC-DC變換器

在審

• 申請號: 202210675649.8
• 申請日: 2022-06-15
• 公開（公告）號: CN115021566A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 邾玢鑫;安金海
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02J3/38
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

一種低電壓應力多倍次高增益的DC?DC變換器，該變換器包含一個基本Boost變換器、m個多倍次擴展單元、n個增益擴展單元。多倍次擴展單元均由一個電感、一個電容、兩個二極管所構成，增益擴展單元均由一個電感、兩個電容、兩個二極管所構成，通過調節多倍次擴展單元和增益擴展單元的個數，即可實現對變換器輸入輸出增益調節。該變換器具有控制及驅動電路簡單、輸入輸出電壓增益高、可靠性高的特點；較適合于輸入電壓低但輸出電壓大且可靠性要求高的應用場合。

技術領域

本發明涉及一種DC-DC變換器，具體涉及一種低電壓應力多倍次高增益的DC-DC變換器。

背景技術

在風力、光伏發電等部分低功率且不需要電氣隔離的應用場合中，常常使用非隔離型 DC-DC變換器將輸入電壓提高以滿足負載或母線要求，此時最常見的非隔離型升壓DC-DC 變換器是Boost變換器。理論上通過調節占空比D，Boost變換器的輸出增益可以增至無窮大，但受元器件及電路寄生參數的影響，Boost變換器的升壓能力受到了較大的限制。

目前提高DC-DC變換器輸入輸出電壓增益的方案多采用基本Boost電路與開關電容、開關電感等技術結合，但這些變換器輸入輸出電壓增益系數不能根據實際應用場合進行靈活調節，且升壓能力仍然較低。因此研究可實現電壓增益系數靈活調節，并且具有超高電壓增益的升壓DC-DC變換器具有重要意義。

發明內容

為解決現有非隔離型高增益DC-DC變換器輸入輸出電壓增益系數調節不靈活，而且升壓能力不足的問題。本發明將多倍次結構與增益擴展電路相結合而提出一種低電壓應力多倍次高增益的DC-DC變換器，該DC-DC變換器具有控制及驅動電路簡單、輸出電壓增益高、可靠性高、輸入輸出電壓增益系數可靈活調節的特點；較適合于輸出電壓增益要求高且可靠性要求高的應用場合。

本發明采取的技術方案為：

一種低電壓應力多倍次高增益的DC-DC變換器，該變換器包括：

一個Boost變換器、m個多倍次擴展單元、n個增益擴展單元；

所述Boost變換器包括電感L₁、功率開關S、二極管D₀、電容C₀；

直流電源u_in的正極連接電感L₁一端，直流電源u_in的負極分別連接功率開關S源極、電容C₀另一端，二極管D₀陽極連接功率開關S漏極，二極管D₀陰極連接電容C₀一端；

第一個多倍次擴展單元包括二極管D₁₁、D₁₂、電容C₁₁，電感L₁₁；

二極管D₁₁陽極分別連接電感L₁另一端、二極管D₁₂陽極；二極管D₁₁陰極連接功率開關S漏極；二極管D₁₂陰極分別連接電容C₁₁另一端、電感L₁₁一端；電容C₁₁一端連接直流電源u_in的負極；

第二個多倍次擴展單元包括二極管D₂₁、D₂₂、電容C₂₁，電感L₂₁；

二極管D₂₁陽極分別連接電感L₁₁另一端、二極管D₂₂陽極；二極管D₂₁陰極連接功率開關S漏極；二極管D₂₂陰極分別連接電容C₂₁另一端、電感L₂₁一端；電容C₂₁一端連接直流電源u_in的負極；