[实用新型]高升压比变换器、太阳能逆变器与太阳能电池系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及升压电路及太阳能并网发电技术领域，具体地，涉及高升压比变换器、太阳能逆变器与太阳能电池系统。 

背景技术

在近几年中，以风能和太阳能为主的可再生能源发电系统，在世界范围得到越来越多的应用。对于太阳能并网发电系统来说，除了目前占主流的集中式大功率太阳能电站外，分布式太阳能并网发电系统，由于其能优化太阳能电池板的工作状态，在多数情况下可以提高系统的年发电量，目前日益得到重视并成为一个研究热点。 

其中，基于太阳能微逆变器的分布式发电系统，尤为引人注目，并在美国得到广泛使用。太阳能微逆变器的核心是高效率升压电路、逆变电路及其控制技术，升压电路主要包括反激变换器及其衍生电路。对于太阳能微逆变器的应用来说，它需要的升压比很高。比如，一般的200W多晶硅太阳能电池板在最大功率点处的输出电压为25V~36V左右，通过微逆变器接240V单相电网并网发电时，微逆变器输出电压要达到340V左右，需要的电压变比最大为13.6。 

目前，有源箝位反激变换器（previous art）作为一种常用反激变换器，由于具有较高的升压比、以及可以实现变压器原边开关管的零电压开通和副边二极管的零电流关断的优点，在很多中小功率变换场合以及太阳能发电场合得到广泛应用。 

在传统有源箝位反激变换器中，包括图1a显示的低端箝位反激变换器与图1b显示的高端箝位反激变换器。 

在图1a与图1b中，开关管 和互补开通和关断。为实现的零电压开通，外加谐振电感的电感值较小，在电路稳态分析过程中可以忽略。于是可以得到有源箝位反激变换器的输出电压的表达式为： 

                         （1）

在公式（1）中，为输出电压，为输入电压，为变压器副边与原边的匝比，为开关管的占空比。在图1a与图1b中，为箝位电容。在一个开关周期中，谐振电感的能量会部分或全部转移到谐振电容中；当副边二极管导通时，箝位电容的部分能量通过变压器传递到副边的负载。

但是，在传统的有源箝位反激变换器中，能量总是从输入端通过变压器提供给负载的，需经过变压器的耦合，增加了传输过程中由于功率变换带来的额外损耗，使得有源箝位反激变换器的转换效率低。因此，需要研发比有源箝位反激变换器转换效率更高的变换器电路。 

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在升压比小、传输路径长、额外损耗大与能量转换效率低等缺陷。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种高升压比变换器，以实现升压比大、传输路径短、额外损耗小与能量转换效率高的优点。 

为实现上述目的，本实用新型采用的第一技术方案是：一种高升压比变换器，包括直流输入电源，半波整流电容，箝位电容，变压器，变压器原边励磁电感，谐振电感，功率半导体开关与，和的体二极管或额外的并联二极管与，输出电阻，以及变压器副边整流二极管；其中： 

所述直流输入电源的正极，与变压器原边线圈的始端连接；经箝位电容后，与变压器副边线圈的始端、变压器副边整流二极管的阴极、功率半导体开关的漏极、的体二极管或额外的并联二极管的阴极、以及输出电阻的第一连接端连接；依次经变压器原边励磁电感与谐振电感后，与功率半导体开关的源极、的体二极管或额外的并联二极管的阳极、功率半导体开关的漏极、以及的体二极管或额外的并联二极管的阴极连接；并经半波整流电容后，与直流输入电源的负极、功率半导体开关的源极、的体二极管或额外的并联二极管的阳极、以及输出电阻的第二连接端连接；

所述变压器原边线圈的末端，与变压器原边励磁电感及谐振电感的公共端连接；变压器副边线圈的末端，与变压器副边整流二极管的阳极连接；功率半导体开关的栅极，用于输入占空比为的脉冲信号；功率半导体开关的栅极，用于输入占空比为的脉冲信号。

进一步地，以上所述的高升压比变换器，还包括变压器副边滤波电容；所述变压器副边滤波电容，连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流二极管的阴极之间。 

进一步地，以上所述的高升压比变换器，还包括旁路电容与；所述旁路电容，并接在的体二极管或额外的并联二极管的阳极与阴极之间；所述旁路电容，并接在的体二极管或额外的并联二极管的阳极与阴极之间。 

进一步地，所述直流输入电源，为至少包括太阳能电池板PV或蓄电池的储能设备或风能发电设备或光热发电装置；