[实用新型]一种开关电容型准开关升压DC-DC变换器

说明书

本实用新型提供一种开关电容型准开关升压DC‑DC变换器，主要包括输入直流电压源，由第一电感，第一电容，第一二极管，第二二极管和第一MOS管构成的准开关升压网络，由第二电容，第四二极管，第三电容和第五二极管构成的开关电容网络，第二MOS管，第三二极管，第四电容和负载电阻。整个电路结构简单，电源电流连续，输入与输出共地，结合了准开关升压网络的单级升降压特性以及开关电容并行充电串联放电的特性，使其具有更高的输出电压增益，且电路不存在启动冲击电流和开关管开通瞬间的冲击电流。

技术领域

本实用新型涉及电力电子变换器技术领域，具体涉及一种开关电容型准开关升压DC-DC变换器。

背景技术

近年来，随着传统的化石能源(如煤炭、石油等)的日益消耗和枯竭，探索研究和开发新型清洁的可再生能源变得刻不容缓。进而对太阳能光伏发电、燃料电池等可再生能源并网发电技术的研究得到了越来越广泛的重视。但是由于单个燃料电池和光伏太阳能板的输出电压往往比较低，通常需要具有更高输出电压增益的DC-DC变换器作为接口变换器来把较低的电池电压转换到足够高的能满足并网逆变器的接口直流电压，然后以并网进行发电。但许多升压 DC/DC变换器由于受到占空比、发热和损耗的限制，无法实现大幅度的升压，如Boost变换器，其电压增益为1/(1-D)，D为占空比，但由于寄生参数的影响，其输出电压增益受到了限制；又如Z源直流变换器，其电压增益为1/(1-2D)，较Boost变换器有了一定的提高，但依旧由很大的提升空间，此外它还存在输入输出不共地、开关电压应力高等问题。

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，提供一种具有更高输出电压增益的开关电容型准开关升压DC-DC变换器。

本实用新型电路中具体包括输入直流电压源，由第一电感，第一电容，第一二极管，第二二极管和第一MOS管构成的准开关升压网络，由第二电容，第四二极管，第三电容，第五二极管构成的开关电容网络，第二MOS管，第三二极管，第四电容和负载电阻。

本实用新型电路的具体连接方式为：所述输入直流电压源的一端与第一电感的一端连接；所述第一电感的另一端分别与第一二极管的阳极和第一MOS 管的漏极连接；所述第一二极管的阴极分别与第一电容的正极、第二电容的负极、第二MOS管的漏极和第三二极管的阳极连接；所述第一电容的负极分别与第一MOS管的源极和第二二极管的阳极连接；所述第三二极管的阴极分别与第四二极管的阳极、第三电容的负极和第四电容的正极连接；所述第四二极管的阴极分别与第五二极管的阳极和第二电容的正极连接；所述第五二极管的阴极分别与第三电容的正极和负载电阻的一端连接；所述负载电阻的另一端分别与第四电容的负极、第二MOS管的源极、第二二极管的阴极和输入直流电压源的负极连接。

该变换器稳态输出时的电压增益G为：

其中V_o表示变换器负载侧的输出电压，V_i为输入直流电压源的输入电压，D为占空比。

与现有技术相比本实用新型具有如下优点：结构简单，控制方便；且相比于传统的开关电容Boost变换器(其输出电压增益为G＝2/(1-D))和Z源升压变换器(其对应的输出电压增益为G＝1/(1-2D))，在相同的输入电压和占空比的情况下，具有更高的输出电压增益为G＝2/(1-2D)。且电源电流连续，输入与输出之间共地，开关应力较低，不存在电路启动冲击电流等，因此本实用新型电路具有很广泛的应用前景。

附图说明

图1是实施方式中的一种开关电容型准开关升压DC-DC变换器的电路图；

图2a是图1所示电路在第一MOS管和第二MOS管同时导通时，在一个开关周期内的工作模态图。

图2b是图1所示电路的第一MOS管和第二MOS管同时关断时，在一个开关周期内的工作模态图。