[实用新型]基于耦合电感的Boost变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及变换器，具体地，涉及基于一种耦合电感的软开关Boost变换器。

背景技术

目前，Boost变换器广泛的应用于航空航天，汽车船舶等各个工业领域。随着这类变换器轻量化而不断提升其开关频率，其效率逐渐下降。在开关变换瞬间，电磁噪音也越明显。软开关技术可以很好的解决上述两大问题。近些年所提出的软开关结构一定程度的解决了上述矛盾，效果并不理想，一部分变换器的辅助开关无法实现软开通或软关断，变换器效率提升有限。多数含有软开关技术的boost变换器的主开关出现电压应力或者电流应力，负载出现的大范围变动时，主开关或者辅助开关不能实现ZVS(零电压开关，Zero Voltage Switching)或ZCS(Zero Current Switching,零电流)，变换器效率下降。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于耦合电感的Boost变换器。解决类boost变换器存在的辅助开关硬开通，主开关存在电压电流应力，负载适应范围小等缺陷，使得变换器的节能性更好。

根据本实用新型提供的基于耦合电感的Boost变换器，包括主回路、第一辅助电路和第二辅助电路；

其中，所述主回路包括开关S1、二极管D1、电容C1、电感L1、负载R以及电源；

所述电源的正极通过电感L1连接二极管D1的正极；二极管D1的负极通过负载R连接所述电源的负极；所述电容C1与所述负载R并联；所述开关S1的一端连接所述二极管D1的正极，另一端连接所述电源的负极；

所述第一辅助电路与所述开关S1并联；所述第二辅助电路的第一端连接所述二极管D1的正极，第二端连接所述二极管D1的负极，第三端连接所述电源的负极。

优选地，所述第一辅助电路包括二极管D6和电容Cr1；

其中，所述二极管D6的负极连接所述开关S1的一端；所述二极管D6的正极连接所述开关S1的另一端；所述电容Cr1的一端连接所述开关S1的一端；另一端连接所述开关S1的另一端。

优选地，所述第二辅助电路包括电感L2a、电感L2b、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、开关S2以及电容Cr2；

其中，所述电感L2a的一端连接所述二极管D1的正极；所述电感L2a的另一端连接所述二极管D4的正极；所述二极管D4的负极通过所述开关S2连接所述电源的负极；

所述二极管D3的负极连接所述二极管D1的负极，所述二极管D3的正极连接所述二极管D2的负极；所述二极管D2的正极连接所述电感L2b的一端；所述电感L2b的另一端连接所述电感L2a的另一端；

所述电容Cr2的一端连接所述二极管D2的负极，另一端连接所述二极管D4的负极；所述二极管D5的一端连接所述二极管D2的负极，另一端连接所述二极管D4的负极。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型中主电路可以完成ZVT(Zero Voltage transition)开通和ZVS(Zero Voltage Switching)关断，而第一辅助电路和第二辅助电路可以实现ZCS开通和ZVS关断，显著减少开关损失；

2、本实用新型中所有半导体器件都实现了软开关动作，主开关不存在电流电压应力，负载适应能力强，可靠性高。能广泛的应用于汽车，机床，航空等领域。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型中基于耦合电感的Boost变换器的结构示意图；

图2为本实用新型中模态1的等效电路图；

图3为本实用新型中模态2的等效电路图；

图4为本实用新型中模态3的等效电路图；

图5为本实用新型中模态4的等效电路图；

图6为本实用新型中模态5的等效电路图；

图7为本实用新型中模态6的等效电路图；

图8为本实用新型中模态7的等效电路图；

图9为本实用新型中模态8的等效电路图；

图10为本实用新型中经典工作模式的示意图；

图11为本实用新型中各模态波形图。

具体实施方式