[发明专利]一种包括无损缓冲电路的交错并联Boost变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种交错并联Boost变换器，特别是一种包括无损缓冲电路的交错并联Boost变换器。

背景技术

传统的基本Boost变换器，其电路结构包括一个电感，一个功率开关管，一个输出二极管。其中电感的输入端连接输入电源的正极，输出端接二极管的阳极，二极管的阴极接变换器输出端的正极；在电感和二极管的阳极之间接功率开关的漏极，功率开关源极接变换器的负极。这种基本Boost变换器在应用于大功率场合，开关管的关断损耗由于IGBT的电流拖尾效应而变的很高，关断损耗在整个变换器的损耗中也占据了相当大的比例。导致变换器所需的散热器体积较大，开关管的工作频率也受到了限制，整个开关电源的功率密度较低。这对于一些对电源体积和重量要求较高的应用场合来说极为不利，如电动汽车、飞机中。针对变换器开关损耗而开展的研究早已开始，主要是借助于辅助电路来实现功率开关管的软开关工作状态。但目前多数方案所针对的研究对象，均为使用MOS管的应用场合，主要关注的是降低开关管的开通损耗而非关断损耗，这在以使用IGBT为主的大功率应用场合难以直接应用，同时多数方案均含有有源开关管，使得变换器的控制和驱动电路实现难度较大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种包括无损缓冲电路的交错并联Boost变换器，可以有效降低功率开关管关断损耗的辅助电路，要求结构简单；不改变原变换器性能，控制及驱动电路实现难度，成本低且无能量损耗。

本发明采取的技术方案为：一种包括无损缓冲电路的交错并联Boost变换器，包括电感L₁、电感L₂、……电感L_n，所述电感L₁、电感L₂、……电感L_n的输入端连接输入电源V_in的正极；所述电感L₁、电感L₂、……电感L_n的输出端分别连接二极管D₁、二极管D₂、……二极管D_n的阳极；所述电感L₁、电感L₂、……电感L_n的输出端分别连接功率开关管S₁、功率开关管S₂、……功率开关管S_n的集电极；二极管D₁、二极管D₂、……二极管D_n的阴极均连接滤波电容C₀一端；所述功率开关管S₁、功率开关管S₂、……功率开关管S_n的发射极、滤波电容C₀另一端均连接入电源V_in的负极；二极管D₂阳极连接辅助电容C_a1一端，辅助电容C_a1另一端连接辅助二极管D _a1阳极，辅助二极管D _a1阴极连接二极管D₂阴极；辅助二极管D _a2阴极连接辅助二极管D _a1阳极，辅助二极管D _a2阳极连接二极管D₁阳极；该交错并联Boost变换器中每两相之间均含有一个无损缓冲电路；

依次类推：二极管D_n阳极连接辅助电容C_an-1一端，辅助电容C_an-1另一端连接辅助二极管D _a（2n-3）阳极，辅助二极管D _a（2n-3）阴极连接二极管D_n阴极；辅助二极管D _a（2n-2）阴极连接辅助二极管D _a（2n-3）阳极，辅助二极管D _a（2n-2）阳极连接二极管D _n-1阳极；

所述功率开关管S₁、功率开关管S₂、……功率开关管S_n的栅极均连接各自独立的控制器； 

所述功率开关管S₁、功率开关管S₂、……功率开关管S_n为TGBT管或者MOSFET 管。

本发明一种包括无损缓冲电路的交错并联Boost变换器，有益效果如下：