[发明专利]一种高增益三绕组级联型升压变换器

说明书

技术领域

本发明属于电力电子变换器领域。

背景技术

升压变换器广泛应用于分布式电源系统的前级变换器，实现升压或者功率因数校正。传统的升压变换器电路拓扑为Boost电路，理论上Boost电路的电压增益随着占空比的增加而增加，然而考虑到实际电路中的寄生等效串联阻抗，Boost电路的实际增益并不总是随着占空比的增加而变大，因此其升压能力十分有限，并不适用于高增益直流功率变换场合。

级联型boost变换器可以进一步拓展增益，但是其器件的应力较大，而且受到寄生参数的影响，仍然难以实现高增益，而且仅仅由单一的占空比控制。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统的升压变换器电路拓扑难以实现高增益的问题，本发明提供一种高增益三绕组级联型升压变换器。

本发明的一种高增益三绕组级联型升压变换器，所述变换器包括直流电压源V_in、输入电感L_in、功率开关管S、整流二极管D_o、第一二二极管D₁、第二二极管D₂、第一输出电容C₁、箝位二极管D₃、升压二极管D₄、箝位电容C_c、升压电容C₂、第二输出电容C_o、第一耦合电感N₁、第二耦合电感N₂和第三耦合电感N₃；

直流电压源V_in的正极与输入电感L_in的一端连接，

直流电压源V_in的负极与第一输出电容C₁的一端、第二输出电容C_o的一端、功率开关管S的输出端和箝位电容C_c的一端同时连接；

输入电感L_in的另一端与第一二极管D₁的阳极和第二二极管D₂的阳极同时连接；

第一二极管D₁的阴极、第一输出电容C₁的另一端和第一耦合电感N₁的一端同时连接；

第一耦合电感N₁的另一端、第二耦合电感N₂的一端和第三耦合电感N₃的一端同时连接；

第二二极管D₂的阴极、第二耦合电感N₂的另一端、功率开关管S的输入端和箝位二极管D₃的阳极同时连接；

箝位二极管D₃的阴极、箝位电容C_c的另一端和升压二极管D₄的阳极同时连接；

第三耦合电感N₃的另一端与升压电容C₂的一端连接；

升压电容C₂的另一端、升压二极管D₄的阴极和整流二极管D_o的阳极同时连接；

整流二极管D_o阴极与第二输出电容C_o的另一端连接。

所述功率开关管S为MOS管或者IGBT管。

本发明的有益效果在于，本发明的高增益三绕组级联型升压变换器大大提升了电压增益：耦合电感绕组匝比越小，电压增益越高；级联特性使较小的占空比就可以实现高的电压增益，并且功率开关管的电压应力小。

附图说明

图1为具体实施方式中的一种高增益三绕组级联型升压变换器的原理示意图；

图2为具体实施方式中一种高增益三绕组级联型升压变换器的模态图；

图3a为具体实施方式中一种高增益三绕组级联型升压变换器开关模态1的等效电路图；

图3b为具体实施方式中一种高增益三绕组级联型升压变换器开关模态2的等效电路图；

图3c为具体实施方式中一种高增益三绕组级联型升压变换器开关模态3的等效电路图；

图3d为具体实施方式中一种高增益三绕组级联型升压变换器开关模态4的等效电路图；

图3e为具体实施方式中一种高增益三绕组级联型升压变换器开关模态5的等效电路图；