[实用新型]用于太阳能分布式发电的高效率升压型变换器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种用于太阳能光伏发电的直流—直流变换器，更具体地说涉及一种用于太阳能分布式发电的高效率升压型变换器。

背景技术：

在太阳能发电系统中，由于单块太阳能电池的输出电压较低，而逆变并网发电所需的电压较高，因此需要一级直流—直流变换器把低电压直流电转换为适合并网的高电压直流电。在分布式太阳能发电方案中，单块太阳能电池的功率容量较小，但对效率的要求较高。因此如何实现高增益、高效率且结构简单的单相单级变换器，对于推动光伏产业的发展具有重要意义。

常规的单相单管升压型(Boost)直流—直流变换器的电压增益仅有占空比决定，电压增益有限，难以满足高增益的变换要求。功率开关管的电压应力较大，难以采用低压高性能的开关管来降低导通损耗。而且，变换器工作在硬开关状态，开关损耗较大。为了实现Boost变换器的软开关动作，近年来，相继研究了一些通过附加有源功率开关或无源器件的软开关方案，这些电路虽然实现了软开关动作，但是不能降低开关管的电压应力，也不能实现系统的高增益变换。为了提升变换器的电压增益，一种方案是采用开关电容的方案，但这种方案所需开关管数量较多，增加了系统成本；另外的方案是采用复杂的三绕组耦合电感方案，这种方案的缺点是耦合电感结构复杂，不利于工业加工，难以保证电路的一致性。

实用新型内容：

本实用新型的目的是针对现有技术不足之处而提供一种结构合理、输出电压增益高，功率器件电流纹波小，功率开关管数量少，且无能量损耗的用于太阳能分布式发电的高效率升压型变换器。

本实用新型的目的是通过以下措施来实现：一种用于太阳能分布式发电的高效率升压型变换器，其特征在于，包括耦合电感第一绕组，主功率开关管及并联在主功率开关管的漏极及源极上的并联电容，箝位开关管及与箝位开关管漏极串接连接的箝位电容，由续流二极管并接在耦合电感第二绕组与倍压电容串接的电路两端组成的倍压电路，由输出二极管与输出电容组成的输出回路；所述耦合电感第一绕组的一端与电源正端相连，耦合电感第一绕组的另一端与主功率开关管的漏极及箝位开关管的源极相连，倍压电路的输入端与箝位开关管的源极相连，倍压电路的输出端与输出回路的输出二极管的阳极相连，输出二极管的阴极与输出电容的一端相连构成电路输出端。

与现有技术相比，本实用新型提出的用于太阳能分布式发电的高效率升压型变换器具有如下优点：本发明利用倍压电路实现了变换器的高增益输出，利用箝位开关管与箝位电容组成的串联电路无损地吸收和转移了耦合电感的漏感能量，并实现了主功率开关管的零电压开通，利用并联电容实现了主功率开关管的零电压关断，利用主功率开关管和箝位开关管的门极安排，实现了箝位开关管的零电压开通和零电压关断，无需额外的电感元件，从而附加元件少，结构简单，成本低，无需额外的检测电路，电路中无能量损耗元件，可提高变换器的输出增益与电路效率，且换流过程中，功率开关管关断时无电压过冲，续流二极管关断时无电流过冲，适用于低压输入高压输出的高增益高效率和小功率太阳能分布式并网发电场合。

附图说明：

图1为本实用新型实施例电气原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对具体实施方式作详细说明：

一种用于太阳能分布式发电的高效率升压型变换器，其特征在于，包括耦合电感第一绕组L1，主功率开关管S及并联在主功率开关管的漏极及源极上的并联电容Cs，箝位开关管Sc及与箝位开关管漏极串接连接的箝位电容Cc，由续流二极管Ds并接在耦合电感第二绕组L2与倍压电容Cm串接的电路两端组成的倍压电路，由输出二极管Do与输出电容Co组成的输出回路；所述耦合电感第一绕组L1的一端与电源Vin正端相连，耦合电感第一绕组L1的另一端与主功率开关管S的漏极及箝位开关管的源极相连，倍压电路的输入端与箝位开关管Sc的源极相连，倍压电路的输出端与输出回路的输出二极管Do的阳极相连，输出二极管Do的阴极与输出电容Co的一端相连构成电路输出端Vout。

本实用新型的工作原理如下：用于太阳能分布式发电的高效率升压型变换器存在两种工作过程，即功率开关管S关断与箝位开关管Sc开通之间的换流过程和箝位开关管Sc关断和功率开关管S开通之间的换流过程。分述如下：

功率开关管S关断与箝位开关管Sc开通之间的换流：