[发明专利]光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器

说明书

本发明公开了一种光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器，包括：电源V_in正极与第一开关管S₁漏极相连；S₁源极与电感L₁和电容C₁相连；电容C₁分别与二极管D₁阴极、电容C₂和电感L₂相连；电感L₂与负载R_L和电容C₄相连；电容C₂分别与二极管D₂阳极和二极管D₃阴极相连；D₃阳极与负载R_L和电容C₃相连；V_in负极分别与L₁、D₁阳极、D₂阴极、电容C₃和电容C₄相连。该光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器电路结构和驱动设计简单，电压应力小，电压增益高，适用于光伏发电等新能源发电的能源转化接口，将光伏电池输出的电压电转化为更高的直流电压，向直流负载或者单相逆变器供电。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器。

背景技术

由于化石能源的枯竭、环境污染越来越严重，并且大电网难以接入到偏远山区，光伏发电因为具有可持续性、无污染、能够在偏远山区安装等特点而快速发展。但是，光伏电池板的输出电压比较低，一般为20V-60V，而单相并网逆变器的直流母线电压为400V，因此，需要升压直流变换器将低压直流电转化为高压直流电来满足并网需求，满足并网逆变器直流母线电压。

传统的Boost变换器、Buck-Boost变换器、Zeta变换器等具有提升电压能力的功能，但是其电压增益有限，一般情况下电压增益不超过3，难以满足高电压增益的功能，并且传统变换器的电压应力大于等于输出电压，因此会使得开关管以及二极管的电压应力较大，使得二极管的反向恢复以及开关损耗比较大，影响变换器的可靠性和效率。相关技术中，高增益变换器存在着如二次型高增益变换器、级联型高增益变换器、开关电容型高增益变换器和耦合电感型高增益变换器。对于二次型和级联型高增益变换器来说，二次型高增益变换器仅仅相对于级联型高增益变换器少了一个开关管，但是两种电路中的开关管、二极管的电压应力相同，与输出电压相同，使得二极管的反向恢复特性和开关管的开关损耗增加，影响效率可靠性。对于开关电容型高增益变换器，该种类型高增益变换器需要较多的半导体器件，影响变换器的效率，并且部分开关管为浮地，因此变换器的可靠性不高。对于耦合电感型高增益变换器来说，其通过调整耦合电感的原副边匝比，使得变换器具有较高的电压增益，但是耦合电感的漏感会使开关管的电压应力较大，并且耦合电感的损耗较大，使得变换器的效率不高。

因此为了满足将光伏电池板的低压直流电升高到逆变器侧直流母线电压的需求，并且使升压变换器具有低的电压应力、高效率的特点，需要继续探究高增益、低电压应力、高效率的升压变换器。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器，该Zeta型高升压比直流变换器电路结构和驱动设计简单，电压应力小，电压增益高，适合用于光伏发电等新能源发电的能源转化接口，将光伏电池输出的电压电转化为更高的直流电压，向直流负载或者单相逆变器供电。