[实用新型]具有耦合电感的非隔离倍压高增益DC-DC变换器

说明书

本实用新型公开了具有耦合电感的非隔离倍压高增益DC‑DC变换器，包括输入单元、Boost单元、输出单元、二极管D2、电感N2、电容C2、电容C3、二极管D3和二极管D4，输入单元连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接电感N2的一端和二极管D3的正极，电感N2的另一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接输出单元和二极管D4的负极，二极管D4的正极连接二极管D3的负极和电容C3的一端，二极管D3的正极连接Boost单元，电容C3的另一端连接Boost单元和输出单元。本实用新型使变换器电压增益受更多参数控制，使变换器MOS管工作在合适的占空比，减小了耦合电感的漏感能量带来的电压尖峰，提高了变换器的升压能力和转换效率。

技术领域

本实用新型涉及高增益变换器领域，具体涉及具有耦合电感的非隔离倍压高增益DC-DC变换器。

背景技术

近年来，各种新能源被更加广泛的应用到各种重要的工业和生活应用场合，例如分布式能源系统、电动汽车、不间断备用电源以及太阳能发电系统等。但是，一般清洁新能源具有连续性差、电压等级低的缺点，不能够直接被使用；通过储能装置以及高增益DC-DC变换器，高效率的将低等级电压转换为高等级电压，进而满足各种系统的应用需要。

最基本的Boost变换器、Buck-Boost变换器元器件少、结构极其简单，可以满足很多场合的应用需要。但是，在高电压等级场合，需要多级串联使用Boost变换器，虽避免了变换器工作在极端占空比，但造成电压转换效率低，且输出二极管的电压应力为输出电压，导通损耗较大。通过结合耦合电感技术至Boost变换器，能够使MOS管工作在合适的占空比，却带来了相应的其他问题，如漏感能量会造成电压应力尖峰，从而效率降低。为了使得变换器的升压能力更强，交错并联技术、开关电感技术、开关电容技术以及倍压单元技术使用到相应变换器。通过多种升压技术的结合，在高增益条件下变换器能够工作在合适的耦合电感匝比、合适的MOS管占空比，对于漏感能量带来的电压尖峰，通过有源缓冲单元缓冲。但有源钳位(有源缓冲)通常需要引入新的MOS管，使得控制更加麻烦。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有DC-DC变换器升压能力不足、漏感能量给变换器开关管带来的电压尖峰以及有源缓冲单元带来额外损耗，目的在于提供具有耦合电感的非隔离倍压高增益DC-DC变换器，解决消除电压尖峰、减少额外损耗和提高DC-DC变换器升压能力的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

具有耦合电感的非隔离倍压高增益DC-DC变换器，包括变换器输入单元、Boost单元、变换器输出单元、二极管D2、电感N2、电容C2、电容C3、二极管D3和二极管D4，所述变换器输入单元连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接电感N2的一端和二极管D3的正极，电感N2的另一端连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接所述变换器输出单元和二极管D4的负极，二极管D4的正极连接二极管D3的负极和电容C3的一端，二极管D3的正极连接所述Boost单元，电容C3的另一端连接所述Boost单元和所述变换器输出单元。

本实用新型中，电感N2、电容C2、二极管D3和二极管D4组成倍压单元，电容C3、二极管D3和二极管D4组成无源缓冲单元，所述倍压单元和所述无源缓冲单元共用二极管D3和二极管D4。所述Boost单元用于电路高增益升压，所述无源缓冲单元用于降低电压应力、减少电压尖峰和回收耦合电感的漏感能量，所述倍压单元用于提高变换器的增益和降低耦合电感匝比，所述变换器输入单元用于输入电压，所述变换器输出单元用于输出增益后的电压。实现了高电压转换比，同时解决了极端占空比、高电压尖峰问题，而且耦合电感的漏感能量传输利用到了输出端，提高了变换器的工作效率，能够满足许多应用场合需要。

进一步的，所述boost单元为单开关级联Boost单元。