[实用新型]基于n级混合感容性阻抗网络的升压电路及新能源系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及升压技术领域，特别是涉及一种基于n级混合感容性阻抗网络的升压电路及新能源系统。

背景技术

随着电力系统的发展，越来越多的新能源系统接入到电网中，新能源系统尤其是光伏、燃料电池等系统对电力电子技术的要求也越来越高。由于光伏、燃料电池单元有着电压低的特点，往往需要很高增益的DC-DC变换器抬升电压后才能并入电网使用。

现有技术中采用的高增益的DC-DC变换器往往使用级联型DC-DC变换器或者DC-AC变换器，具体地如图1和图2所示，图1为现有技术中的一种n级混合感容性阻抗网络的结构示意图，图2为采用图1中的阻抗网络的Boost电路的结构示意图。当开关开通时，请参照图3，图3为图2所示的Boost电路中的开关管导通时的工作波形图，可见，除去第n-1二极管和第n二极管，该电路中其他的二极管都承受着多个电感电流的累计，电流大小从(i_L-i_c)-(n-1)(i_L-i_c)不等，从而使得在二极管的选型上需要选耐流等级比较高的二极管，一方面，成本高，另一方面，这些二极管的损耗也比较大，降低了电路的效率。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于n级混合感容性阻抗网络的升压电路及新能源系统，一方面，降低了成本，另一方面，二极管的损耗小，提高了电路的效率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于n级混合感容性阻抗网络的升压电路，应用于升压系统，所述升压系统包括直流电源和负载，该升压电路包括开关管、储能电容、续流二极管及n级混合感容性阻抗网络，n≥3，其中：

所述n级混合感容性阻抗网络的第一端与所述直流电源的正极连接，所述n级混合感容性阻抗网络的第二端分别与所述续流二极管的阳极及所述开关管的第一端连接，所述续流二极管的阴极分别与所述储能电容的第一端及负载的一端连接，所述储能电容的第二端分别与所述负载的另一端、所述开关管的第二端及所述直流电源的负极连接；

所述n级混合感容性阻抗网络包括一个第一级电感升压单元、n-2个中间级电感升压单元及一个第n级电感升压单元，所述第一级电感升压单元包括第一电感、第n二极管和第一电容，第k中间级电感升压单元包括第k-1二极管、第k电感、第k电容及第n+k-1二极管，2≤k≤n-1，所述第n级电感升压单元包括第n-1二极管及第n电感；所述第一电感的第一端分别与第一二极管的阳极、第二二极管的阳极直至第n-1二极管的阳极连接，其公共端作为所述n级混合感容性阻抗网络的第一端，所述第一电感的第二端分别与所述第n二极管的阳极及所述第一电容的第一端连接，所述第n二极管的阴极分别与第n+1二极管的阴极、第n+2二极管的阴极直至第2n-2二极管的阴极及第n电感的第一端连接，其公共端作为所述n级混合感容性阻抗网络的第二端，所述第一电容的第二端与所述第一二极管的阴极连接，所述第k-1二极管的阴极与第k电感的第一端连接，所述第k电感的第二端分别与所述第k电容的第一端及第n+k-1二极管的阳极连接，第k电容的第二端与第k二极管的阴极连接；所述第n-1二极管的阴极与所述第n电感的第二端连接。

优选地，所述第一电感的电感值、第二电感的电感值直至第n电感的电感值均相等；所述第一电容的电容值、第二电容的电容值直至第n-1电容的电容值均相等；

则所述升压电路的增益为其中，D为开关管Q的占空比，V_s为所述直流电源的电压，V_out为所述升压电路的输出电压。

优选地，所述开关管均为NMOS，所述NMOS的漏极作为所述开关管的第一端，所述NMOS的源极作为所述开关管的第二端。

优选地，所述开关管均为IGBT，所述IGBT的集电极作为所述开关管的第一端，所述IGBT的发射极作为所述开关管的第二端。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种新能源系统，包括直流电源和负载，还包括如上述所述的基于n级混合感容性阻抗网络的升压电路。

优选地，所述直流电源为太阳电池板。