[发明专利]基于Sepic电路的新型软开关高升压比变换器及其工作方法

说明书

基于Sepic电路的新型软开关高升压比变换器及其工作方法，涉及光伏能源配件技术领域，为解决现有高频段高升压比变换器体积大、功率密度低、系统损耗大和系统效率低的问题，包括输入电源、L₁、L₂、L₃、C_S、C_Q1、C_Q2、C_a、C_O、Q₁、Q₂、D_o和D_а；输入电源正极与L₁一端和Q₂漏极连接，负极连接电源地，L₁另一端与Q₁漏极、D_а正极和C_S一端连接，Q₁源极与电源地和L₂一端连接，C_S另一端与L₃一端和D_o正极连接，L₃另一端同时与D_а负极和C_a一端连接，D_o负极与C_O一端连接，L₂另一端与Q₂源极、C_a另一端和C_O另一端连接；本发明用于光伏电池板与逆变器的接口结构中以高效升压。

技术领域

本发明属于光伏能源配件技术领域，特别是涉及高升压比变换器技术。

背景技术

在能源危机日益严重的情况下，发展新型清洁能源势在必行，光伏，燃料电池的需求日益增加。高升压比直流变换器作为光伏电池板与逆变器之间的接口设备，一方面，为了充分利用光伏电池板所产生的能量，希望前级高升压比直流变换器具有尽可能高的效率；同时，系统的高功率密度也是当今电力电子的一个发展趋势。

因此，如何实现高升压比高效率的直流变换器至关重要。

中国实用新型专利CN203261235U于2013年10月30日公开了一种高增益SEPIC变换器，它包括一个直流源输入源，一个独立升压电感，一个可控的功率开关管，一个带有两个绕组的耦合电感，两个中间储能电容，一个箝位二极管，一个单向整流二极管，一个箝位电容，一个输出二极管，一个输出滤波电容；该变换器体积大，结构复杂且未给出其升压等参数，无法得知该变换器的实质优势；

中国发明专利CN107147291A于2017年09月08日公开了一种非隔离软开关高升压比直流变换器及其方法，该变换器是以基于Buck/Buck-Boost衍生的I型高升压比变换器为原型，再其基础上进行优化，而Boost变换器在极限占空比工作条件下，开关管的电压应力较高，且二极管的反向恢复问题较严重，从而导致功率器件损耗较大，存在一定的缺陷；

因此现有的高升压比变换器存在如下问题：

1、对于高频升压变换器来说，现有变换器体积较大，工作频率的增高有利于感性器件的减小，从而减小变换器的体积，增大系统功率密度，但随着工作频率的提高，当开关管工作在硬开关状态时，系统的损耗也会随之增大，不利于系统效率提高。

2、目前常见的传统非隔离型变换器中，Boost变换器在极限占空比工作条件下，开关管的电压应力较高，且二极管的反向恢复问题较严重，故导致在输入低压、输出高压的应用场合下功率器件损耗较大。

发明内容

本发明旨在解决现有高频段高升压比变换器体积大、开关管的电压应力较高导致功率密度低、系统损耗大和系统效率低的问题。

为解决上述问题，技术方案如下：