CN103618444B - 三绕组耦合电感zvs/zcs双管升压变换器 - Google Patents

三绕组耦合电感zvs/zcs双管升压变换器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及三绕组耦合电感ZVS/ZCS双管升压变换器，其特征在于：包括直流电源、第一升压电路、第二升压电路、第一电荷泵升压单元、第一开关电路和负载；所述直流电源输出的电压分为两路输出，其中一路经第一升压电路初步升压后输入第一电荷泵升压单元，经第一电荷泵升压单元二次升压后经第一开关电路输入至负载的一端；另一路经第二升压电路初步升压后输入至负载另一端，在负载的两端还并联一输出滤波电容。所述开关电感有源网络升压变换器体积小但转换效率高，且主功率开关管电压应力，电流应力小；功率开关管均能实现零电压开通，开关损耗小；功率二极管均能实现零电流自然关断，不存在反向恢复问题，EMI干扰较小。

Description

三绕组耦合电感ZVS/ZCS双管升压变换器
技术领域
本发明涉及三绕组耦合电感ZVS/ZCS双管升压变换器，属于电力电子变换器领域。
背景技术
受到能源短缺与环境问题的双重压力，新能源发电因其清洁性受到广泛关注和研究，为了将单块光伏电池、燃料电池并入电网，需要使用高增益、高效率直流变换器大幅度提升直流电压等级。传统Boost变换器升压能力十分有限，随着增益的升高，占空比逐渐变大，电感电流纹波变大，需要的电感也随之变大；且应用在高输出电压场合时，功率开关管电压应力，电流应力较大，开关管导通损耗大；输出侧二极管电压应力大，且二极管硬关断，反向恢复问题和EMI问题十分严重，变换效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了三绕组耦合电感ZVS/ZCS双管升压变换器，所述变换器体积小但转换效率高，且主功率开关管电压应力，电流应力小；功率开关管均能实现零电压开通，开关损耗小；功率二极管均能实现零电流自然关断，不存在反向恢复问题，EMI干扰较小。
本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：
三绕组耦合电感ZVS/ZCS双管升压变换器，包括直流电源、第一升压电路、第二升压电路、第一电荷泵升压单元、第一开关电路和负载；所述直流电源输出的电压分为两路输出，其中一路经第一升压电路初步升压后输入第一电荷泵升压单元，经第一电荷泵升压单元二次升压后经第一开关电路输入至负载的一端；另一路经第二升压电路初步升压后输入至负载另一端，在负载的两端还并联一输出滤波电容。
作为本发明的进一步优化方案，还包括第一、第二箝位回路；所述第一升压电路包括第一电感和第一开关管，所述第二升压电路包括第二电感和第二开关管；第一电感的一端和第二开关管的漏极接至直流电压源正极，第二电感的一端和第一开关管的源极接至直流电压源负极，第一电感的另一端接至第一开关管的漏极，第二电感的另一端接至第二开关管的源极，第一升压电路的第一开关管由第一箝位回路箝位，第二升压电路的第二开关管由第二箝位回路箝位。
作为本发明的进一步优化方案，所述第一箝位回路包括第一箝位电容和第三开关电路，所述第二箝位回路还包括第二箝位电容和第四开关电路，所述的第一箝位电容一端与输入直流源正极相连，第一箝位电容的另一端与第三开关电路的一端相连；第三开关电路的另一端与第一开关管的漏极相连，所述的第二箝位电容一端与输入直流源负极相连，第二箝位电容的另一端与第四开关电路的一端相连，第四开关电路的另一端与第二开关管源极相连。
作为本发明的进一步优化方案，所述第三开关电路为第三开关管，所述第四开关电路为第四开关管，第一箝位电容的另一端与第三开关管的漏极相连，第三开关管的源极与第一开关管的漏极相连；第二箝位电容的另一端与第四开关管的源极相连，第四开关管的漏极与第二开关管的源极相连。
作为本发明的进一步优化方案，所述的第一电荷泵升压单元包括第三电感、第一电荷泵二极管和第一电荷泵电容，所述第一开关电路为二极管，其中，第一箝位电容的另一端接至第一电荷泵二极管的阳极，第一电荷泵二极管的阴极分别与二极管的阳极以及第一电荷泵电容的一端连接，二极管的阴极接至负载的一端，第一电荷泵电容的另一端与第三电感的一端相连，第三电感的另一端与第一电感的一端连接；所述第一电感、第二电感与第三电感构成耦合电感，其中第一电感与输入侧直流源正极相连的一端、第三电感与第一电感相连的一端和第二电感与第二开关管的源极相连的一端为耦合电感的同名端。
作为本发明的进一步优化方案，所述的第一电荷泵升压单元包括第三电感、第一电荷泵二极管和第一电荷泵电容，所述第一开关电路为二极管，其中，第一箝位电容的另一端接至第一电荷泵二极管的阳极，第一电荷泵二极管的阴极分别与二极管的阳极以及第一电荷泵电容的一端连接，二极管的阴极接至负载的一端，第一电荷泵电容的另一端与第三电感的一端相连，第三电感的另一端与第三开关管的漏极连接；所述第一电感、第二电感与第三电感构成耦合电感，其中第一电感与输入侧直流源正极相连的一端、第三电感与第三开关管漏极相连的一端和第二电感与第二开关管的源极相连的一端为耦合电感的同名端。
作为本发明的进一步优化方案，所述的第一电荷泵升压单元包括第三电感、第一电荷泵二极管和第一电荷泵电容，所述第一开关电路为二极管，其中，第一电感的另一端接至第一电荷泵二极管的阳极，第一电荷泵二极管的阴极分别与二极管的阳极以及第一电荷泵电容的一端连接，二极管的阴极接至负载的一端，第一电荷泵电容的另一端与第三电感的一端相连，第三电感的另一端与第一电感的另一端连接；所述第一电感、第二电感与第三电感构成耦合电感，其中第一电感与输入侧直流源正极相连的一端、第三电感与第一电感另一端相连的一端和第二电感与第二开关管的源极相连的一端为耦合电感的同名端。
作为本发明的进一步优化方案，第一、第二、第三、第四开关管为MOS管或者IGBT管。
有益效果
本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：变换器体积小但转换效率高，且主功率开关管电压应力、电流应力低、能实现零电压开通，功率二极管电压应力低，且能够实现零电流自然关断。
附图说明
图1为第一种实施例三绕组耦合电感ZVS/ZCS双管升压变换器电路原理图；
图2为第二种实施例三绕组耦合电感ZVS/ZCS双管升压变换器电路原理图；
图3为第三种实施例三绕组耦合电感ZVS/ZCS双管升压变换器电路原理图；
图4是第一、第二功率开关管驱动电压波形图；
图5是第三、第四功率开关管驱动电压波形图；
图6是第一功率开关管电压波形图；
图7是第二功率开关管电压波形图；
图8是第三功率开关管电压波形图；
图9是第四功率开关管电压波形图；
图10是第一电荷泵二极管电压波形图；
图11是第一电荷泵二极管电流波形图；
图12是输出侧二极管电压波形图；
图13是输出侧二极管电流波形图；
图14是输出滤波电容电压波形图；
图15为现有技术的三绕组耦合电感ZVS/ZCS双管升压变换器电路原理图；
图16至图30为三绕组耦合电感ZVS/ZCS双管升压变换器主要工作波形图；
图31至图38为三绕组耦合电感ZVS/ZCS双管升压变换器的等效电路图。
图中标号说明：Vi为直流电压源；N1为第一电感，N2为第二电感， S1、S2为第一、第二开关管，S3、S4为第三、第四开关管，C1、C2为第一、第二箝位电容，N3为第三电感，D1为第一电荷泵二极管，C3为第一电荷泵电容，D2为第一开关电路，Co为输出滤波电容，RL为负载。
具体实施方式
下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：
实施例一：如图1所示的三绕组耦合电感ZVS/ZCS双管升压变换器，包括直流电源、第一升压电路、第二升压电路、第一电荷泵升压单元、第一开关电路和负载；所述直流电源输出的电压分为两路输出，其中一路经第一升压电路初步升压后输入第一电荷泵升压单元，经第一电荷泵升压单元二次升压后经第一开关电路输入至负载的一端；另一路经第二升压电路初步升压后输入至负载另一端，在负载的两端还并联一输出滤波电容，其中第一升压电路和第二升压电路构成双管升压结构。
双管升压结构包括：直流电压源Vi、第一电感N1、第二电感N2、第一开关管和第二开关管，所述的第一开关管和第二开关管分别为第一功率开关管S1和第二功率开关管S2；其中：第二功率开关管S2的漏极、第一电感N1的一端分别与直流电压源Vi正极连接，第一电感N1的另一端与第一功率开关管S1的漏极连接，第一功率开关管S1的源极、第二电感N2的一端分别与直流电压源Vi负极连接，第二电感N2的另一端与第二功率开关管S2的源极连接。
第一箝位回路包括：第一箝位电容C1、第三开关电路，所述第三开关电路为第三功率开关管S3；其中第三功率开关管S3的源极与第一功率开关管S1的漏极、第一电感N1的另一端相连，第一箝位电容C1的一端与输入侧直流源Vi的阳极、第二功率开关管S2的漏极以及第一电感N1的一端相连，第一箝位电容C1的另一端与第三功率开关管S3的漏极相连。
第二箝位回路包括：第二箝位电容C2、第四开关电路，所述第四开关电路为第四功率开关管S4；其中第四功率开关管S4的漏极与第二功率开关管S2的源极、第二电感N2的另一端相连，第二箝位电容C2的一端与输入侧直流源Vi的阴极、第一功率开关管S1的源极以及第二电感N2的一端相连，第二箝位电容C2的另一端与第四功率开关管S4的源极相连，且接至负载的另一端。
电荷泵升压单元包括：第三电感、第一电荷泵二极管和第一电荷泵电容，所述第一开关电路为二极管，其中，第一箝位电容的另一端接至第一电荷泵二极管的阳极，第一电荷泵二极管的阴极分别与二极管的阳极以及第一电荷泵电容的一端连接，第一电荷泵电容的另一端与第三电感的一端相连，第三电感的另一端与第一电感的一端连接；第三电感N3、第一电荷泵电容C3、第一电荷泵二极管D3、第一箝位电容C1相互串联，构成一个闭合回路。
电路中的第一电感N1、第二电感N2、第三电感N3相互耦合成为一个三绕组耦合电感，其中第一电感N1与输入侧直流源Vi阳极相连的一端、第二电感N2与第二功率开关管S2源极相连的一端、第三电感N3与输入侧直流源Vi阳极相连的一端为三绕组耦合电感的三个同名端。
滤波电容Co即为变换器的输出端，负载RL并接在变换器的输出端。第一电荷泵升压单元的输出端，经第一开关电路接至滤波电容Co的一端，所述第一开关电路为二极管。
实施例二：改变绕组N3一端连接点的位置，可以得到如图2所示的，另一种三绕组耦合电感ZVS/ZCS双管升压变换器，其中与实施例一存在不同之处在于：所述的第一电荷泵升压单元包括第三电感、第一电荷泵二极管和第一电荷泵电容，所述第一开关电路为二极管，其中，第一箝位电容的另一端接至第一电荷泵二极管的阳极，第一电荷泵二极管的阴极分别与二极管的阳极以及第一电荷泵电容的一端连接，第一电荷泵电容的另一端与第三电感的一端相连，第三电感的另一端与第三开关管的漏极连接；所述第一电感、第二电感与第三电感构成耦合电感，其中第一电感与输入侧直流源正极相连的一端、第三电感与第三开关管漏极相连的一端和第二电感与第二开关管的源极相连的一端为耦合电感的同名端。对于实施例一和实施例二所对应的两种电路在电压增益，功率开关管电压、电流应力、功率二极管电压应力，通态平均电流等参数完全一致，仅在电荷泵电容的电压上有所差异。
实施例三：改变绕组N3一端连接点的位置，可以得到如图3所示的，另一种三绕组耦合电感ZVS/ZCS双管升压变换器，其中与实施例一存在不同之处在于：所述的第一电荷泵升压单元包括第三电感、第一电荷泵二极管和第一电荷泵电容，所述第一开关电路为二极管，其中，第一电感的另一端接至第一电荷泵二极管的阳极，第一电荷泵二极管的阴极分别与二极管的阳极以及第一电荷泵电容的一端连接，第一电荷泵电容的另一端与第三电感的一端相连，第三电感的另一端与第一电感的另一端连接；所述第一电感、第二电感与第三电感构成耦合电感，其中第一电感与输入侧直流源正极相连的一端、第三电感与第一电感另一端相连的一端和第二电感与第二开关管的源极相连的一端为耦合电感的同名端。对于实施例一和实施例三所对应的两种电路在电压增益，功率开关管电压、电流应力等参数一致。
图4至图14为输入电压Vi=40V, 功率开关管S1、S2占空比D=0.5，三绕组耦合电感匝比1:1:3，负载R=320Ω时的波形图，图4是第一、第二功率开关管驱动电压V1所对应的波形图，图5是第三、第四功率开关管驱动电压V2所对应的波形图，图6和图7分别是第一、第二功率开关管电压VS1、VS2所对应的波形图，图8是第三功率开关管电压VS3所对应的波形图，图9是第四功率开关管电压VS4所对应的波形图，图10和图11分别是第一电荷泵二极管电压VD1和电流iD1所对应的波形图，图12和图13分别是输出侧二极管即第一开关电路电压VD2和电流iD2所对应的波形图，图14是输出滤波电容电压VC所对应的波形图。从图中可以看到功率开关管关断时电压VS1=VS2= VS3=VS4=80V ，说明功率开关管电压应力小。第一功率开关管电流is1、第二功率开关管电流is2较小，可见功率开关管电流较小，导通损耗小，功率开关管均是零电压开通，开关损耗小。二极管电流均是电流过零关断，说明有效的解决了二极管反向恢复和EMI干扰问题。
变换器拓扑分析
如图15所示，为现有技术的拓扑图，与图15相对应的是如图1所示，为本发明提出的三绕组耦合电感ZVS/ZCS双管升压变换器。其中开关管S1、S2同步工作，电容C1，C2为箝位电容，用于吸收耦合电感漏感的能量以箝位开关管电压，C3为电荷泵电容，用以提升变换器的电压增益；N1、N2、N3为三个相互耦合的绕组。设L1、L2、L3的匝比为1:1:n；由于图1虚线框中的双管结构完全对称，为了简化分析过程，假设开关管S1、S2开关速度完全一致；箝位电容足够大，使得电容C1、C2两端电压为一个常数，双管结构中相互对应的器件工作状态完全相同。图16至图30所示为变换器主要工作波形，图31至图38所示为相应的等效电路。其中，其中图16是第一开关管和第二开关管的栅极驱动电压波形图，图17是第三开关管和第四开关管的栅极驱动电压波形图，图18三绕组耦合电感的激磁电流im的波形图，图19是等效电路等效漏感电流iLk的波形图，图20是第一电感和第二电感的电流in1、in2的波形图，图21是第一箝位电容电压VC1和第二箝位电容电压VC2的波形图，图22是第一电荷泵电容电压VC3的波形图，图23是第一开关管电流iDS1和第二开关管电流iDS2的波形图，图24是第一开关管电压VDS1和第二开关管电压VDS2的波形图，图25是第三开关管电流iDS3和第四开关管电流iDS4的波形图，图26是第三开关管电压VDS3和第四开关管电压VDS4的波形图，图27是第一电荷泵二极管电流iD1的波形图，图28是第一电荷泵二极管电压VD1的波形图，图29是二极管电流iD2的波形图，图30是二极管电压VD2的波形图。图31至图38所示为相应的等效电路。其中图31是模态1 [t0-t1]阶段的等效电路图，图32是模态2 [t1-t2]阶段的等效电路图，图33是模态3[t2-t3]阶段的等效电路图，图34是模态4[t3-t4]阶段的等效电路图，图35是模态5[t4-t5]阶段的等效电路图，图36是模态6 [t5-t6]阶段的等效电路图，图37是模态7[t6-t7]阶段的等效电路图，图38是模态8[t7-t8]阶段的等效电路图。
1）模态1 [t0-t1]。t0时刻，开关管S1、S2从截止转为导通，等效电路如图31所示。由于S1、S2的体二极管在t0时刻之前已经导通，故S1、S2是以零电压开通的，开通损耗小。二极管D1反偏截止，D2导通。漏感Lk被(Vi+VC2+VC3－Vo)以及折算到耦合电感N3绕组的输入电源电压nVi之差放电，直到漏感电流iLk下降至0。
2）模态2 [t1-t2]。此阶段开关管S1、S2仍然处于导通状态，等效电路如图32所示。t1时刻，漏感电流iLk为0，二极管D2零电流自然关断，很好的缓解了反向恢复问题。随后iLk继续减小，开始为负，D1转为导通状态，漏感Lk与箝位电容C1共同为电荷泵电容C3充电，反射到N1、N2绕组的电流in1、in2则线性上升，输出滤波电容Co为负载提供能量。
3）模态3 [t2-t3]。等效电路如图33所示。t2时刻，S1、S2由导通转为关断状态，反射到N1、N2绕组的电流in1、in2快速给S1、S2的结电容充电，直到箝位开关管S3、S4的体二极管电压下降至0。
4）模态4 [t3-t4]。t3时刻，箝位开关管S3、S4的体二极管电压下降至0，等效电路如图34所示。电流in1、in2分别通过箝位开关管S3、S4的体二极管向箝位电容C1、C2充电。漏感Lk被(VC3－VC1)以及折算到耦合电感N3绕组的电压nVC1之和充电，直到漏感电流iLk上升至0，此阶段负载能量仍旧由输出滤波电容Co提供。
5）模态5 [t4-t5]。t4时刻，箝位开关管S3、S4开始导通，由于S3、S4的体二极管在t4时刻之前已处于导通状态，S3、S4均为零电压开通，等效电路如图35所示。电流in1、in2分别通过S3、S4向箝位电容C1、C2充电。漏感Lk被(VC3－VC1)以及折算到耦合电感N3绕组的电压nVC1之和充电，直到漏感电流iLk上升至0，此阶段负载能量仍旧由输出滤波电容Co提供。
6）模态6 [t5-t6]。等效电路如图36所示。t5时刻，漏感电流iLk上升至0，二极管D3自然关断，缓解了反向恢复问题。漏感电流iLk上升继续上升，开始为正。二极管D2开始导通，反射到N1、N2绕组的电流in1、in2仍然为正，继续向C1，C2充电，负载侧能量由输入电源Vi、电容C2、C3共同提供。
7）模态7 [t6-t7]。等效电路如图37所示。t7时刻，N1、N2绕组电流in1、in2继续下降，直至过0且为负，随后S3、S4关断，输入电压Vi与绕组N1，S2的结电容；输入电压Vi与绕组N2，S1的结电容分别形成回路，S1、S2的结电容被反向抽流，电压下降，直至为0。
8）模态8 [t7-t8] 等效电路如图38所示。S1、S2的结电容电压谐振至0，随后S1、S2的体二极管导通，S1、S2两端的电压被箝位在零，故可以实现零电压开通，减小开关损耗。
基于以上电路的分析，本发明的技术效果进一步的说明如下：
1.高增益DC/DC变换器由于电压增益（Vo/Vi）大，因此输入电流大（Ii=Io*Vo/Vi）,传统基于Boost结构的高增益变换器（见有源箝位和无源箝位的说明的第一幅图），在开关管S开通时，输入电流均流入开关管，开关管的电流应力非常大，导通损耗大（P=Irms^2*Rds(on)）
2.传统高增益DC/DC变换器基于BOOST结构，开关管电压应力大，开关管的导通电阻Rds(on)与电压应力正相关。导通电阻非常大，联系说明1，开关管的导通损耗巨大。
3.虽然提出的双管结构，含有两个开关管，但是开关管的电流应力近似为原来的1/2，电压应力近似为原来的1/2，联系说明1,2,可近似认为双管结构两个开关管的导通损耗为原来基于Boost结构的1/4。高增益DC/DC变换器往往用在光伏发电场合，多增加的一个开关的成本相对于减小的开关损耗可以忽略。
4.提出的变换器可以实现所有二极管的零电流关断，这对于降低二极管的反向恢复损耗，减小EMI干扰是十分有帮助的。
5.提出的变换器中的双管结构，虽然较传统BOOST结构多了一个电感，但是大大降低了电感电流，双管结构中两个电感的总体积与传统BOOST结构的电感相比，体积大小是一样的。
6.由于实际器件（MOSFET，IGBT等）并不是理想的，在开关过程中存在开关损耗，无法实现高频化，提高开关频率，对减小变换器中电感，电容的取值，体积大小，是十分有帮助的。
所提出的有源箝位变换器，可以实现全部4个开关管的零电压开通，使得功率开关管的开关损耗近似为0，开关频率大大提高，整个变换器的体积可以减小，功率密度得以提升。
可见，本发明所述三绕组耦合电感ZVS/ZCS双管升压变换器具有较小的主功率开关管电压应力和较大的电压增益，所有功率开关管均能实现零电压开通，同时功率二极管均能实现零电流关断，不存在反向恢复问题。

Claims (4)

1.三绕组耦合电感ZVS/ZCS 双管升压变换器，其特征在于：包括直流电源、第一升压电路、第二升压电路、第一电荷泵升压单元、第一开关电路和负载，以及第一、第二箝位回路；所述直流电源输出的电压分为两路输出，其中一路经第一升压电路初步升压后输入第一电荷泵升压单元，经第一电荷泵升压单元二次升压后经第一开关电路输入至负载的一端；另一路经第二升压电路初步升压后输入至负载另一端，在负载的两端还并联一输出滤波电容；所述第一升压电路包括第一电感和第一开关管，所述第二升压电路包括第二电感和第二开关管；第一电感的一端和第二开关管的漏极接至直流电压源正极，第二电感的一端和第一开关管的源极接至直流电压源负极，第一电感的另一端接至第一开关管的漏极，第二电感的另一端接至第二开关管的源极，第一升压电路的第一开关管由第一箝位回路箝位，第二升压电路的第二开关管由第二箝位回路箝位；
所述第一箝位回路包括第一箝位电容和第三开关电路，所述第二箝位回路还包括第二箝位电容和第四开关电路，所述的第一箝位电容一端与输入直流源正极相连，第一箝位电容的另一端与第三开关电路的一端相连；第三开关电路的另一端与第一开关管的漏极相连，所述的第二箝位电容一端与输入直流源负极相连，第二箝位电容的另一端与第四开关电路的一端相连，第四开关电路的另一端与第二开关管源极相连；
所述第三开关电路为第三开关管，所述第四开关电路为第四开关管，第一箝位电容的另一端与第三开关管的漏极相连，第三开关管的源极与第一开关管的漏极相连；第二箝位电容的另一端与第四开关管的源极相连，第四开关管的漏极与第二开关管的源极相连；
所述的第一电荷泵升压单元包括第三电感、第一电荷泵二极管和第一电荷泵电容，所述第一开关电路为二极管，其中，第一箝位电容的另一端接至第一电荷泵二极管的阳极，第一电荷泵二极管的阴极分别与二极管的阳极以及第一电荷泵电容的一端连接，二极管的阴极接至负载的一端，第一电荷泵电容的另一端与第三电感的一端相连，第三电感的另一端与第一电感的一端连接；所述第一电感、第二电感与第三电感构成耦合电感，其中第一电感与输入侧直流源正极相连的一端、第三电感与第一电感相连的一端，以及第二电感与第二开关管的源极相连的一端为耦合电感的同名端。
2.根据权利要求1所述的三绕组耦合电感ZVS/ZCS 双管升压变换器，其特征在于：第一、第二、第三、第四开关管为MOS 管或者IGBT 管。
3.一种三绕组耦合电感ZVS/ZCS 双管升压变换器，其特征在于：包括直流电源、第一升压电路、第二升压电路、第一电荷泵升压单元、第一开关电路和负载，以及第一、第二箝位回路；所述直流电源输出的电压分为两路输出，其中一路经第一升压电路初步升压后输入第一电荷泵升压单元，经第一电荷泵升压单元二次升压后经第一开关电路输入至负载的一端；另一路经第二升压电路初步升压后输入至负载另一端，在负载的两端还并联一输出滤波电容；所述第一升压电路包括第一电感和第一开关管，所述第二升压电路包括第二电感和第二开关管；第一电感的一端和第二开关管的漏极接至直流电压源正极，第二电感的一端和第一开关管的源极接至直流电压源负极，第一电感的另一端接至第一开关管的漏极，第二电感的另一端接至第二开关管的源极，第一升压电路的第一开关管由第一箝位回路箝位，第二升压电路的第二开关管由第二箝位回路箝位；
所述第一箝位回路包括第一箝位电容和第三开关电路，所述第二箝位回路还包括第二箝位电容和第四开关电路，所述的第一箝位电容一端与输入直流源正极相连，第一箝位电容的另一端与第三开关电路的一端相连；第三开关电路的另一端与第一开关管的漏极相连，所述的第二箝位电容一端与输入直流源负极相连，第二箝位电容的另一端与第四开关电路的一端相连，第四开关电路的另一端与第二开关管源极相连；
所述第三开关电路为第三开关管，所述第四开关电路为第四开关管，第一箝位电容的另一端与第三开关管的漏极相连，第三开关管的源极与第一开关管的漏极相连；第二箝位电容的另一端与第四开关管的源极相连，第四开关管的漏极与第二开关管的源极相连；
所述的第一电荷泵升压单元包括第三电感、第一电荷泵二极管和第一电荷泵电容，所述第一开关电路为二极管，其中，第一箝位电容的另一端接至第一电荷泵二极管的阳极，第一电荷泵二极管的阴极分别与二极管的阳极以及第一电荷泵电容的一端连接，二极管的阴极接至负载的一端，第一电荷泵电容的另一端与第三电感的一端相连，第三电感的另一端与第三开关管的漏极连接；所述第一电感、第二电感与第三电感构成耦合电感，其中第一电感与输入侧直流源正极相连的一端、第三电感与第三开关管漏极相连的一端，以及第二电感与第二开关管的源极相连的一端为耦合电感的同名端。
4.一种三绕组耦合电感ZVS/ZCS 双管升压变换器，其特征在于：包括直流电源、第一升压电路、第二升压电路、第一电荷泵升压单元、第一开关电路和负载，以及第一、第二箝位回路；所述直流电源输出的电压分为两路输出，其中一路经第一升压电路初步升压后输入第一电荷泵升压单元，经第一电荷泵升压单元二次升压后经第一开关电路输入至负载的一端；另一路经第二升压电路初步升压后输入至负载另一端，在负载的两端还并联一输出滤波电容；所述第一升压电路包括第一电感和第一开关管，所述第二升压电路包括第二电感和第二开关管；第一电感的一端和第二开关管的漏极接至直流电压源正极，第二电感的一端和第一开关管的源极接至直流电压源负极，第一电感的另一端接至第一开关管的漏极，第二电感的另一端接至第二开关管的源极，第一升压电路的第一开关管由第一箝位回路箝位，第二升压电路的第二开关管由第二箝位回路箝位；
所述第一箝位回路包括第一箝位电容和第三开关电路，所述第二箝位回路还包括第二箝位电容和第四开关电路，所述的第一箝位电容一端与输入直流源正极相连，第一箝位电容的另一端与第三开关电路的一端相连；第三开关电路的另一端与第一开关管的漏极相连，所述的第二箝位电容一端与输入直流源负极相连，第二箝位电容的另一端与第四开关电路的一端相连，第四开关电路的另一端与第二开关管源极相连；
所述第三开关电路为第三开关管，所述第四开关电路为第四开关管，第一箝位电容的另一端与第三开关管的漏极相连，第三开关管的源极与第一开关管的漏极相连；第二箝位电容的另一端与第四开关管的源极相连，第四开关管的漏极与第二开关管的源极相连；
所述的第一电荷泵升压单元包括第三电感、第一电荷泵二极管和第一电荷泵电容，所述第一开关电路为二极管，其中，第一电感的另一端接至第一电荷泵二极管的阳极，第一电荷泵二极管的阴极分别与二极管的阳极以及第一电荷泵电容的一端连接，二极管的阴极接至负载的一端，第一电荷泵电容的另一端与第三电感的一端相连，第三电感的另一端与第一电感的另一端连接；所述第一电感、第二电感与第三电感构成耦合电感，其中第一电感与输入侧直流源正极相连的一端、第三电感与第一电感另一端相连的一端，以及第二电感与第二开关管的源极相连的一端为耦合电感的同名端。
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