[发明专利]一种高可靠性便携式冰箱

说明书

本发明提供了一种高可靠性便携式冰箱，包括冰箱壳体、滑轮底板、温度控制器、压缩机、冷凝器、储液器、过滤器、膨胀阀、蒸发器、电热偶、风扇和电源插头，太阳能电池板、电源转化器和蓄电池，电源转化器包括低电压开关应力的升压电路，冰箱壳体上安装有拉杆装置。本发明提供的低电压开关应力的升压电路的电源转化器的高可靠性便携式冰箱，通过控制开关元件S1、S2的导通和关断，实现升压功能的同时可使开关元件S1、S2集电极和发射极之间的电压降大大降低，开关器件少，减小整体开关管的导通损耗和开关损耗，减小了变换器的整体损耗，结构简单，无能量损耗元件，提高了冰箱的工作效率与可靠性，结构简单、节能环保、智能便携。

技术领域

本发明属于光电制冷领域，特别涉及一种可在家用、或户外条件下使用的便携式太阳能冰箱。

背景技术

现用冰箱的使用需要消耗大量常规能源，间接对环境造成严重污染。现用冰箱体积大，能源单一，局限性严重，不便携。对长时间、户外跨地域(户外医疗冷冻保藏、户外冷冻需要等)等情况应用有很大的局限性。现用冰箱虽然具有多个冷藏冷冻室，但是各个藏室目标温度并不能随用户要求更改，无法满足人们对不同温度制冷的灵活需求，因此，太阳能冰箱受到广泛应用。

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，不能满足现有用电设备的用电需求，也不能满足并网的要求，因此需要把低电压直流电转换为实际需要的高压直流电。因而高增益、性能稳定的升压变换器成为一个研究热点，该研究对推动光伏、燃料电池产业的发展具有很大的意义。

然而现有技术中，可应用于太阳能冰箱的电源转换器中的改进升压电路主要有以下几种：

第一种是利用变压器，在原有的直流-直流变换器中间加入一个高频的变压器，通过改变变压器变比实现高增益升压的目的。此时，电能的转化过程实际上由原来的直流-直流，变为直流-交流-交流-直流，整个系统的能量转换效率降低。

第二种是利用耦合电感，但耦合电感结构复杂，不利于工业加工，难以保证电路的一致性，并且会引起开关器件电压应力过高，带来电磁干扰等影响，导致变换器工作损耗较大。

第三种是加入级联升压单元，单元数越多，电压增益越大，但电路元件数越多，结构越复杂。

第五种是交错并联直流-直流变换器，其包括两个电感，两个续流二极管，两个功率开关管，第一功率开关管的漏极与第一二极管的阳极及第一电感的一端相连，第二功率开关管的漏极与第二二极管的阳极及第二电感的一端相连，第一电感的另一端与第二电感的另一端相连。这种升压型交错并联直流-直流变换器输出电压增益较小，功率开关管的电压应力较大，功率开关管为硬开关工作，开关损耗较大，续流二极管的反向恢复电流较大，反向恢复损耗较大。

第六种是软开关电路，因此，近年来，研究学者相继研究了一些软开关电路，主要有两类：一类是通过附加有源功率开关和无源电感、电容等器件实现功率开关管的软开关；另一类是通过附加二极管和无源电感、电容等器件实现功率开关管的软开关，如附图1所示。这两类方法的虽然可以实现功率开关管的软开关，但是外加电路复杂，而且不能降低功率开关管的电压应力。

还有一种由电容、二极管、三极管构成的直流升压矩阵电路，如附图2所示，即输出电源与矩阵的连接只在第一行电容的一端和最后一行电容的一端，输入电源与矩阵只在第一列电容的一端和最后一列电容的一端通过三极管连接，同一行相邻2列的电容由2只同向二极管并联且相邻2行的二极管为共用二极管，同一列的各个电容同向串联且在最后一行电容的一端连接有2只二极管，通过适当的控制方法是能让同一行的每只电容形成充电回路的2只三极管同时导通，且接于第一列电容的三极管和最后一列电容的三极管一一对应导通使得各行电容是轮流充电的。但这种升压电路所需的开关、电容、二极管等元件太多，导致电路结构复杂、成本太高。

发明内容