[发明专利]一种基于反激磁耦合的Boost升压电路

说明书

一种基于反激磁耦合的Boost升压电路，电源的正极分别与电感L1的同名端、绕组N1的同名端和二极管D1的阳极连接，电源的负极与功率开关管的发射极连接；功率开关管的集电极分别与电感L2的非同名端、二极管D2的阴极和二极管D4的阳极连接；绕组N1的非同名端与绕组N2的同名端连接，绕组N2的非同名端与二极管D5的阳极连接；电感L1的非同名端分别与二极管D2、D3的阳极连接；电感L2的同名端分别与二极管D2、D3的阴极连接；二极管D5、D4的阴极之间通过电容C2连接；二极管D4的阴极和功率开关管的发射极之间通过电容C1连接；负载R1、R2分别与电容C1、C2并联。该电路具有较高的电压增益。本发明通过电感与绕组之间的磁耦合有效提高了电路的电压增益。

技术领域

本发明涉及电力电子直流变换器领域，具体涉及一种基于反激磁耦合的Boost升压电路。

背景技术

能源是推动人类社会发展的重要物质基础，伴随着全球经济的迅速发展，环境与能源问题日益成为人们关注的焦点。目前，大力发展及使用新能源与可再生能源如太阳能，风能，地热能等，实现能源的可持续发展，使之能有效应对环境与能源带来的挑战是国内外学者关注的热点。

可再生能源产生的电能一般用来实现并网、为负载供能和为蓄电池充电，越来越多的工业应用采用具有高升压增益特性的变换器，如清洁能源的前端变换器、不间断电源的直流后备能源系统、汽车前照灯的高强度气体放电灯，以及通信电源等等。一般而言，太阳能产生的电能输出电压较低；在有些工况下风电整流后的电压无法为后级提供一个稳定合格的直流电压，这就需要在可再生能源装置与后级之间引入一级直流变换器，实现电压增益的提升，从而满足工作条件。

传统的Boost变换器可以实现低电压的提升，一般提升的倍数较小(4-5倍)，当需要较大升压倍数时(10倍以上)，需要工作在极限占空比下：由于功率器件寄生参数的存在，这样引起了严重的损耗；另外，功率开关管和二极管的电压应力均与输出电压相同，这样不利于低导通负载功率开关管的使用，同时输出二极管的反向恢复严重，造成了性能的下降。综上所述，在可再生能源系统中，研究具有高增益性能的直流变换器，可以改善系统的整体性能。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于反激磁耦合的Boost升压电路，该电路具有较高的电压增益，且其内部的功率开关管的电压应力较低。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于反激磁耦合的Boost升压电路，包括二极管D1～D5、电感L1和L2、绕组N1和N2、功率开关管、电容C1和C2、负载R1和R2；电感L1和L2、绕组N1和N2均绕设在同一根铁芯上；

电源的正极分别与电感L1的同名端、绕组N1的同名端和二极管D1的阳极连接，电源的负极与功率开关管的发射极连接；功率开关管的集电极分别与电感L2的非同名端、二极管D2的阴极和二极管D4的阳极连接；

绕组N1的非同名端与绕组N2的同名端连接，绕组N2的非同名端与二极管D5的阳极连接；

电感L1的非同名端分别与二极管D2的阳极和二极管D3的阳极连接；电感L2的同名端分别与二极管D1的阴极和二极管D3的阴极连接；

二极管D5的阴极和二极管D4的阴极之间通过电容C2连接；二极管D4的阴极和功率开关管的发射极之间通过电容C1连接；

负载R1与电容C1并联；负载R2与电容C2并联。

本发明中直流输入电源在功率开关管导通的情况下，能对第一电感与第二电感进行充电，通过绕组与电感之间的耦合作用，第一绕组与第二绕组可同时进行储能。进而能通过提高绕组与电感的匝数比值，来使得第二部分输出电压大幅度升高，从而提高了直流升压电路的总的电压增益，且功率开关管仍有较低的电压应力。

附图说明

图1是本发明的电路原理图；