[实用新型]一种基于耦合电感和电压转移技术的高增益升压变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子变换器技术领域，具体涉及一种基于耦合电感和电压转移技术的高增益升压变换器。

背景技术

在太阳能发电系统或者燃料电池系统中，由于单块太阳能电池或者单个燃料电池提供的都是电压较低的直流电，而实际应用中所需的电压通常较高，因此需要一级高效率、低输入电流纹波、高增益、性能稳定的升压变换器把低电压直流电转换为适合实际需要的高压直流电。

目前最常用的升压变换器是单管Boost变换器，然而这种变换器的升压范围十分有限，通常升压倍数都在十倍以内，很难满足高增益的变换要求。利用耦合电感技术实现的单管高增益变换器虽然可以提高变换器的增益，但是输入电流纹波较大。利用交错并联技术可以减小输入电流纹波但是不能实现变换器增益的拓展。为实现增益拓展，还可以使用开关电容技术，这种技术电路结构简单，容易实现，但是存在着开关管电流尖峰冲击大，电压增益有限的缺点。虽然通过多级开关电容结构可以进一步拓展变换器的电压增益，但是电路结构会变得非常复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于耦合电感和电压转移技术的高增益升压变换器。

本实用新型适用于光伏系统、燃料电池系统、能量回收系统等需要用到高增益高性能电力电子变换器的场合。

本实用新型通过如下技术方案实现：

一种基于耦合电感和电压转移技术的高增益升压变换器，包括依次连接的不对称交错并联Boost电路、电压转移单元电路、倍压单元电路及输出单元电路；

所述不对称交错并联Boost电路包括第一开关管S₁、第二开关管S₂、第一二极管D₁、第一耦合电感的原边绕组L₁₁、第二耦合电感的原边绕组L₂₁；

所述电压转移单元电路包括第一电容C₁，第四电容C₄和第二二极管D₂；

所述倍压单元电路包括第一耦合电感的副边绕组L₁₂、第二耦合电感的副边绕组L₂₂、第二电容C₂、第三二极管D₃；

所述输出单元电路包括第四二极管D₄、第三电容C₃和负载R。

所述第一耦合电感的原边绕组L₁₁的同名端、第二耦合电感的原边绕组L₂₁的同名端与输入电源的正极连接；所述第一耦合电感的原边绕组L₁₁的异名端分别与第二开关管S₂的漏极、第一二极管D₁的阳极连接；

所述第二耦合电感的原边绕组L₂₁的异名端分别与第一开关管S1的漏极、第一电容C₁的一端连接；

所述第一开关管S₁的源极、第二开关管S₂的源极与输入电源的负极连接；所述第一电容C₁的另一端分别与第一二极管D₁的阴极、第二二极管D₂的阳极连接；

所述第四电容C₄的一端分别与第二二极管D₂的阴极、第三二极管D₃的阳极、第一耦合电感的副边绕组L₁₂的同名端连接；

所述第一耦合电感的副边绕组L₁₂的异名端与第二耦合电感的副边绕组L₂₂的异名端连接；所述第二耦合电感的副边绕组L₂₂的同名端与第二电容C₂的一端连接；所述第二电容C₂的另一端分别与第三二极管D₃的阴极、第四二极管D₄的阳极连接；

所述第四二极管D₄的阴极分别与第三电容C₃的一端，负载R的一端连接；

所述第三电容C₃的另一端、负载R的另一端与输入电源的负极连接；

所述第四电容C₄的另一端与输入电源的负极连接或与输入电源的正极连接或与第四二极管D₄的阴极连接。

与现有技术相比本实用新型具有如下优点：