[发明专利]一种高增益低开关管电压应力的Boost变换器

说明书

本发明是一种高增益低开关管电压应力的Boost变换器。本发明涉及Boost变换器技术领域，所述变换器包括直流电源U_dc、开关管Q、升压电感L、开关电容C₁、开关电容C₂、二极管D₀、二极管D₁、二极管D₂、负载电阻R_L和稳压电容C₀；本发明变换器具有高电压增益、输入电压范围宽，输出端二极管承受电压应力小、反向恢复损耗小等优点，并通过对开关管进行钳位，抑制了电压尖峰并大大降低了开关管的电压应力与开关损耗，使得具有更低导通电阻的开关管能被选择来进一步提高效率。此外，该变换器在实现高电压增益、低电压应力的同时，开关管与二极管等器件的电流应力与传统Boost电路一致。

技术领域

本发明涉及Boost变换器技术领域，是一种高增益低开关管电压应力的Boost变换器。

背景技术

随着能源危机和环境问题日益严重，光伏发电技术受到人们广泛关注，但在光伏电池板组成的并网发电系统中，由于光伏阵列输出电压远低于并网逆变所需电压，所以高增益DCDC变换器不可或缺。

传统Boost变换器在高占空比时有开关应力大、二极管反向恢复问题严重、效率低等不足。为此，国内外研究学者提出很多高增益DCDC变换器，主要有以下几类：1)级联型，电压增益高，但控制复杂、元器件数目多、成本高；2)耦合电感型，易于实现高增压比，但引入磁性器件使得漏感、EMI问题严重，且电路体积较大，不易于集成；3)开关电容型，一般不存在磁性器件，易于集成，功率密度高，主要用于小功率场合。

发明内容

本发明为提供新型高增益、低开关管电压应力Boost变换器，所发明的变换器可通过开关电容提高升压比，从而实现高电压输出，本发明提供了一种高增益低开关管电压应力的Boost变换器，本发明提供了以下技术方案：

一种高增益低开关管电压应力的Boost变换器，所述变换器包括直流电源U_dc、开关管Q、升压电感L、开关电容C₁、开关电容C₂、二极管D₀、二极管D₁、二极管D₂、负载电阻R_L和稳压电容C₀；

所述直流电源U_dc正极端连接升压电感L和开关电容C₁的一端，所述升压电感L的另一端连接开关电容C₂的一端；所述开关电容C₁的另一端连接二极管D₁和二极管D₀的一端；所述二极管D₀的另一端分别连接稳压电容C₀和负载电阻R_L的一端，所述稳压电容C₀、开关电容C₂和负载电阻R_L的另一端连接二极管D₂的一端，所述二极管D₂的另一端连接直流电源U_dc负极端；

所述二极管D₁的另一端连接分别连接升压电感L的另一端和开关管Q的一端，所述开关管Q的另一端连接直流电源U_dc负极端。

优选地，当开关管Q导通时，二极管D₀导通，二极管D₁和D₂截止，直流电源U_dc通过开关管Q向升压电感L充电，电感电流i_L线性增加；同时直流电源U_dc和开关电容C₁通过二极管D₀和开关电容C₂串联并共同为稳压电容C₀和负载R_L供电。