CN106992675A - 一种开关电感电容组和单元增压高电压增益直流变换器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开关电感电容组和单元增压高电压增益直流变换器，涉及直流变换器技术领域，通过磁集成技术减小直流升压变换器的输入电流纹波，使磁性器件由2个变成1个，减小了磁性器件体积，提高了功率变换器功率密度；使用开关电感电容组合提高了变换器的电压增益。

Description

一种开关电感电容组和单元增压高电压增益直流变换器
技术领域
本发明涉及直流变换器技术领域，特别是涉及一种开关电感电容组和单元增压高电压增益直流变换器。
背景技术
在光伏电池或燃料电池等发电系统中，将较低的电池电压高效转换成可供并网逆变器应用的母线电压，是提高发电系统转换效率和结构灵活性的关键技术。目前普遍采用基本Boost变换器实现电池的低压直流到高压母线直流的前级变换。对于基本Boost变换器，当工作占空比D趋近于1时，其电压增益在理论上趋于无穷大，但在实际工程应用中受限于开关管及二极管的电压、电流应力，受限于开关损耗、二极管反向恢复损耗，受限于抗输入电压扰动能力及动态性能等因素根本无法实现较高的电压增益。
发明内容
本发明实施例提供了一种开关电感电容组和单元增压高电压增益直流变换器，可以解决现有技术中存在的问题。
一种开关电感电容组和单元增压高电压增益直流变换器，所述变换器包括一个磁集成开关电感电容组合单元，所述磁集成开关电感电容组合单元中耦合电感第一绕组L1的一端与二极管D2阳极相连，另一端与二极管D1阳极以及电容C1的一端相连；耦合电感第二绕组L2的一端与二极管D2阴极以及电容C1的另一端相连，另一端与二极管D1阴极相连，二极管D2阳极为磁集成开关电感电容组合单元的电流输入端a，二极管D1阴极为磁集成开关电感电容组合单元的电流输出端子b；所述磁集成开关电感电容组合单元的电流输入端a与电源Ui正极相连，电流输出端b与功率开关管S的漏极以及二极管D3的阳极相连，二极管D3的阴极与电容C2的一端相连，电容C2的另一端及功率开关管S的源极与电源Ui的负极相连。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
通过磁集成技术减小直流升压变换器的输入电流纹波，使磁性器件由2个变成1个，减小了磁性器件体积，提高了功率变换器功率密度；使用开关电感电容组合提高了变换器的电压增益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种磁集成开关电感电容组合单元的电路结构；
图2是本发明实施例提供的一种开关电感电容组和单元增压高电压增益直流变换器的电路结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1和图2，本发明实施例提供了一种开关电感电容组和单元增压高电压增益直流变换器，包括一个磁集成开关电感电容组合单元，所述磁集成开关电感电容组合单元中耦合电感第一绕组L1的一端与二极管D2阳极相连，另一端与二极管D1阳极以及电容C1的一端相连；耦合电感第二绕组L2的一端与二极管D2阴极以及电容C1的另一端相连，另一端与二极管D1阴极相连。耦合电感的两个绕组正向耦合，电容C1的两端分别与耦合电感两个绕组的异名端相连。二极管D2阳极为磁集成开关电感电容组合单元的电流输入端a，二极管D1阴极为磁集成开关电感电容组合单元的电流输出端子b。
所述磁集成开关电感电容组合单元在二极管D1和D2导通时，耦合电感第一绕组L1和第二绕组L2存储能量，电容C1充电；二极管D1和D2截止时，耦合电感第一绕组L1和第二绕组L2释放能量，电容C1放电。
参见图2，本发明实施例中的变换器中磁集成开关电感电容组合单元的电流输入端a与电源Ui正极相连，电流输出端b与功率开关管S的漏极以及二极管D3的阳极相连，二极管D3的阴极与电容C2的一端相连，电容C2的另一端及功率开关管S的源极与电源Ui的负极相连，电阻R为负载。
所述变换器工作时，在功率开关管S的栅极施加触发脉冲，功率开关管S导通时，耦合电感第一绕组L1通过二极管D1存储能量，耦合电感第二绕组L2通过二极管D2存储能量，电容C1通过二极管D1和D2充电，二极管D3截止，电容C2为负载供电。功率开关管S关断时，二极管D1和D2截止，耦合电感第一绕组L1和L2通过电容C1释放能量，电容C1放电，二极管D3导通；在功率开关管S关断时，耦合电感第一绕组L1、第二绕组L2和电容C1为串联状态，其上电压极性与电源电压Ui同向，电源电压Ui与耦合电感第一绕组L1、第二绕组L2和电容C1上电压正向叠加通过二极管D3为负载供电，达到增压目的。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种开关电感电容组和单元增压高电压增益直流变换器，其特征在于，所述变换器包括一个磁集成开关电感电容组合单元，所述磁集成开关电感电容组合单元中耦合电感第一绕组L1的一端与二极管D2阳极相连，另一端与二极管D1阳极以及电容C1的一端相连；耦合电感第二绕组L2的一端与二极管D2阴极以及电容C1的另一端相连，另一端与二极管D1阴极相连，二极管D2阳极为磁集成开关电感电容组合单元的电流输入端a，二极管D1阴极为磁集成开关电感电容组合单元的电流输出端子b；
所述磁集成开关电感电容组合单元的电流输入端a与电源Ui正极相连，电流输出端b与功率开关管S的漏极以及二极管D3的阳极相连，二极管D3的阴极与电容C2的一端相连，电容C2的另一端及功率开关管S的源极与电源Ui的负极相连。
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