CN109600040A - 光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器 - Google Patents

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CN109600040A CN201811542878.2A CN201811542878A CN109600040A CN 109600040 A CN109600040 A CN 109600040A CN 201811542878 A CN201811542878 A CN 201811542878A CN 109600040 A CN109600040 A CN 109600040A
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Abstract

本发明公开了一种光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器，包括：电源Vin正极与第一开关管S1漏极相连；S1源极与电感L1和电容C1相连；电容C1分别与二极管D1阴极、电容C2和电感L2相连；电感L2与负载RL和电容C4相连；电容C2分别与二极管D2阳极和二极管D3阴极相连；D3阳极与负载RL和电容C3相连；Vin负极分别与L1、D1阳极、D2阴极、电容C3和电容C4相连。该光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器电路结构和驱动设计简单，电压应力小，电压增益高，适用于光伏发电等新能源发电的能源转化接口，将光伏电池输出的电压电转化为更高的直流电压，向直流负载或者单相逆变器供电。

Description

光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器。
背景技术
由于化石能源的枯竭、环境污染越来越严重，并且大电网难以接入到偏远山区，光伏发电因为具有可持续性、无污染、能够在偏远山区安装等特点而快速发展。但是，光伏电池板的输出电压比较低，一般为20V-60V，而单相并网逆变器的直流母线电压为400V，因此，需要升压直流变换器将低压直流电转化为高压直流电来满足并网需求，满足并网逆变器直流母线电压。
传统的Boost变换器、Buck-Boost变换器、Zeta变换器等具有提升电压能力的功能，但是其电压增益有限，一般情况下电压增益不超过3，难以满足高电压增益的功能，并且传统变换器的电压应力大于等于输出电压，因此会使得开关管以及二极管的电压应力较大，使得二极管的反向恢复以及开关损耗比较大，影响变换器的可靠性和效率。相关技术中，高增益变换器存在着如二次型高增益变换器、级联型高增益变换器、开关电容型高增益变换器和耦合电感型高增益变换器。对于二次型和级联型高增益变换器来说，二次型高增益变换器仅仅相对于级联型高增益变换器少了一个开关管，但是两种电路中的开关管、二极管的电压应力相同，与输出电压相同，使得二极管的反向恢复特性和开关管的开关损耗增加，影响效率可靠性。对于开关电容型高增益变换器，该种类型高增益变换器需要较多的半导体器件，影响变换器的效率，并且部分开关管为浮地，因此变换器的可靠性不高。对于耦合电感型高增益变换器来说，其通过调整耦合电感的原副边匝比，使得变换器具有较高的电压增益，但是耦合电感的漏感会使开关管的电压应力较大，并且耦合电感的损耗较大，使得变换器的效率不高。
因此为了满足将光伏电池板的低压直流电升高到逆变器侧直流母线电压的需求，并且使升压变换器具有低的电压应力、高效率的特点，需要继续探究高增益、低电压应力、高效率的升压变换器。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器，该Zeta型高升压比直流变换器电路结构和驱动设计简单，电压应力小，电压增益高，适合用于光伏发电等新能源发电的能源转化接口，将光伏电池输出的电压电转化为更高的直流电压，向直流负载或者单相逆变器供电。
为达到上述目的，本发明实施例提出了一种光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器，包括：输入电源Vin；第一开关管S1，所述第一开关管S1漏极与所述输入电源Vin正极相连；第一电感L1和第二电感L2，所述第一电感L1第一端与所述第一开关管S1源极相连，所述第一电感L1第二端与所述输入电源Vin负极相连；第一电容C1至第四电容C4，所述第一电容C1第一端与所述第一开关管S1源极和所述第一电感L1第一端相连，所述第一电容C1第二端与所述第二电容C2第一端和所述第二电感L2第一端相连，所述第二电容C2第一端与所述第一电容C1第二端和所述第二电感L2第一端相连，所述第三电容C3第二端与所述第四电容C4第二端和所述输入电源Vin负极相连，所述第四电容C4第一端与所述第二电感L2第二端相连，所述第四电容C4第二端与所述第三电容C3第二端和所述输入电源Vin负极相连；第一二极管D1至第三二极管D3，所述第一二极管D1阴极与所述第一电容C1第二端、所述第二电容C2第一端和所述第二电感L2第一端相连，所述第一二极管D1阳极与所述输入电源Vin负极、所述第一电感L1第二端、所述第二二极管D2阴极、所述第三电容C3第二端和所述第四电容C4第二端相连，所述第二二极管D2阴极与所述输入电源Vin负极、所述第一电感L1第二端、所述第一二极管D1阳极、所述第三电容C3第二端和所述第四电容C4第二端相连，所述第二二极管D2阳极与所述第二电容C2第二端和所述第三二极管D3阴极相连，所述第三二极管D3阴极和所述第二二极管D2阳极和所述第二电容C2第二端相连，所述第三二极管D3阳极和所述第三电容C3第一端相连；负载RL，所述负载RL第一端与所述第二电感L2第二端和所述第四电容C4第一端相连，所述负载RL第二端与所述第三二极管D3阳极和所述第三电容C3第一端相连。本发明实施例的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器，通过电路连接将低压直流升压到高压直流母线电压，且只有一个开关管，与主电路共地，电路结构和驱动设计简单，电压应力小，电压增益高，适合用于光伏发电等新能源发电的能源转化接口，将光伏电池输出的电压电转化为更高的直流电压，向直流负载或者单相逆变器供电。
另外，根据本发明上述实施例的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，Zeta型高升压比直流变换器的电压增益为：
其中，M为所述Zeta型高升压比直流变换器的电压增益，Vout为所述负载RL两端的电压，Vin为所述输入源的电压，D为所述第一开关管S1的占空比。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一开关管S1、所述第一二极管D1、所述第二二极管D2和所述第三二极管D3的电压应力相同。
其中，所述第一开关管S1、所述第一二极管D1、所述第二二极管D2和所述第三二极管D3的所述电压应力为：
其中，VS1为所述第一开关管S1的电压应力、VD1为所述第一二极管D1的电压应力、VD2为所述第二二极管D2的电压应力、VD3为所述第三二极管D3的电压应力。
进一步地，所述电压应力与所述电压增益的关系为：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述Zeta型高升压比直流变换器应用在光伏发电领域，包括：离网光伏发电领域、并网发电领域和微网领域。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述Zeta型高升压比直流变换器在电感电流连续工作模式下有两种工作模态：第一工作模态和第二工作模态。
其中，所述第一工作模态包括：所述第一开关管S1和所述第二二极管D2导通，所述第一二极管D1和所述第三二极管D3断开；所述输入电源Vin向所述第一电感L1充电，所述第一电感L1电流iL1正向上升；所述输入电源Vin和所述第一电容C1串联向所述第二电感L2充电，所述第一电容C1电压vC1正向下降，所述第二电感L2电流iL2正向上升；所述输入电源Vin和所述第一电容C1串联向所述第二电容C2充电，所述第二电容C2电压vC2正向上升；所述第三电容C3和所述第四电容C4串联向所述负载RL供电，所述第三电容C3电压vC3正向上升，所述第四电容C4电压vC4正向下降。
所述第二工作模态包括：所述第一开关管S1和所述第二二极管D2断开，所述第一二极管D1和所述第三二极管D3导通；所述第一电感L1向所述第一电容C1充电，所述第一电感L1电流iL1正向下降，所述第一电容C1电压vC1正向上升；所述第二电感L2向所述第四电容C4和所述负载RL供电，所述第二电感L2电流iL2正向下降，所述第四电容C4电压vC4正向上升；所述第一电感L1、所述第一电容C1和所述第二电容C2串联向所述第三电容C3充电，所述第二电容C2电压vC2正向下降，所述第三电容电压C3电压vC3正向下降；所述第三电容C3和所述第四电容C4串联向所述负载RL供电。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器的电路结构示意图；
图2为根据本发明一个实施例的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器的理论分析参考方向及符号定义图；
图3为根据本发明一个实施例的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器的第一工作模态电路结构示意图；
图4为根据本发明一个实施例的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器的第二工作模态电路结构示意图；
图5为根据本发明一个实施例的Zeta型高升压比直流变换器与传统Boost变换器和传统Zeta变换器的电压增益对比结果图；
图6为根据本发明一个实施例的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器与传统Boost变换器和传统Zeta变换器的器件电压应力对比结果图；
图7为根据本发明一个实施例的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器的理论分析波形图；
图8为根据本发明一个实施例的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器的工作波形仿真结果图；
图9为根据本发明一个实施例的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器的器件电压应力仿真结果图；
图10为根据本发明实施例的传统Zeta变换器的电压应力仿真结果图；
图11为根据本发明实施例的传统Boost变换器的电压应力仿真结果图；
图12为根据本发明一个实施例的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器的输出电压组成仿真结果图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器。
图1为根据本发明一个实施例的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器的电路结构示意图。
如图1所示，该光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器包括：输入电源Vin、第一开关管S1、第一电感L1、第二电感L2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和负载RL。
其中，Zeta型高升压比直流变换器的连接方式为：
第一开关管S1漏极与输入电源Vin正极相连；
第一电感L1第一端与第一开关管S1源极相连，第一电感L1第二端与输入电源Vin负极相连；
第一电容C1第一端与第一开关管S1源极和第一电感L1第一端相连，第一电容C1第二端与第二电容C2第一端和第二电感L2第一端相连，第二电容C2第一端与第一电容C1第二端和第二电感L2第一端相连，第三电容C3第二端与第四电容C4第二端和输入电源Vin负极相连，第四电容C4第一端与第二电感L2第二端相连，第四电容C4第二端与第三电容C3第二端和输入电源Vin负极相连；
第一二极管D1阴极与第一电容C1第二端、第二电容C2第一端和第二电感L2第一端相连，第一二极管D1阳极与输入电源Vin负极、第一电感L1第二端、第二二极管D2阴极、第三电容C3第二端和第四电容C4第二端相连，第二二极管D2阴极与输入电源Vin负极、第一电感L1第二端、第一二极管D1阳极、第三电容C3第二端和第四电容C4第二端相连，第二二极管D2阳极与第二电容C2第二端和第三二极管D3阴极相连，第三二极管D3阴极和第二二极管D2阳极和第二电容C2第二端相连，第三二极管D3阳极和第三电容C3第一端相连；
负载RL第一端与第二电感L2第二端和第四电容C4第一端相连，负载RL第二端与第三二极管D3阳极和第三电容C3第一端相连。
需要说明的是，如图2所示，为本发明实施例理论分析的参考方向和符号定义示意图。其中，分别标出了本实施例变换器的各个器件的电压、电流的参考方向和标号，例如对于第一开关管S1来说，is1为第一开关管S1的瞬时电流值，vds1则为第一开关管S1的瞬时端电压值。除此之外没在分析过程中，v、i代表电压、电流的瞬时值，V、I代表电压、电流的平均值。
进一步地，本发明一个实施例的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器在电感电流连续工作模式下的一个开关周期内包括第一工作模态和第二工作模态两种工作模态。
如图3所示，其中，虚线代表断开，实线代表流通，箭头方向为实际电流方向，第一种工作模态包括：第一开关管S1和第二二极管D2导通，第一二极管D1和第三二极管D3断开；
输入电源Vin向第一电感L1充电，第一电感L1电流iL1正向上升；
输入电源Vin和第一电容C1串联向第二电感L2充电，第一电容C1电压vC1正向下降，第二电感L2电流iL2正向上升；
输入电源Vin和第一电容C1串联向第二电容C2充电，第二电容C2电压vC2正向上升；
第三电容C3和第四电容C4串联向负载RL供电，第三电容C3电压vC3正向上升，第四电容C4电压vC4正向下降。
其中，有如下公式可成立：
其中，t0、t1为第一工作模态的起始和结束时间。
如图4所示，其中，虚线代表断开，实线代表流通，箭头方向为实际电流方向，第二种工作模态包括：第一开关管S1和第二二极管D2断开，第一二极管D1和第三二极管D3导通；
第一电感L1向第一电容C1充电，第一电感L1电流iL1正向下降，第一电容C1电压vC1正向上升；
第二电感L2向第四电容C4和负载RL供电，第二电感L2电流iL2正向下降，第四电容C4电压vC4正向上升；
第一电感L1、第一电容C1和第二电容C2串联向第三电容C3充电，第二电容C2电压vC2正向下降，第三电容电压C3电压vC3正向下降；
第三电容C3和第四电容C4串联向负载RL供电。
其中，有如下公式可成立：
其中，t1、t2为第二工作模态的起始和结束时间。
进一步地，在本发明的一个实施例中，Zeta型高升压比直流变换器的电压增益表达式为：
其中，M为Zeta型高升压比之直流变换器的电压增益，Vout为负载RL两端的电压，Vin为输入源的电压，D为第一开关管S1的占空比。
传统Boost变换器和传统Zeta变换器的电压增益表达式为：
其中，MBoost为传统Boost变换器的电压增益，MZeta为传统Zeta变换器的电压增益。
如图5所示，将本发明实施例的Zeta型高升压比直流变换器的电压增益和传统Boost、Zeta变换器进行比较，可以看出新型高增益变换器具有更高的电压增益，实现低压直流电到高压直流电的提升功能。
进一步地，在本发明的一个实施例中，第一开关管S1、第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3的电压应力较小，且具有相同的电压应力，电压应力表达式为：
其中，Vout为负载RL两端的电压，VS1为第一开关管S1的电压应力、VD1为第一二极管D1的电压应力、VD2为第二二极管D2的电压应力、VD3为第三二极管D3的电压应力，D为第一开关管S1的占空比。
进一步地，可以得到Zeta型高升压比直流变换器中第一开关管S1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3的电压应力与电压增益的关系为：
其中，M为本发明实施例的高增益升压变换器的电压增益，Vin为输入源的电压。
而传统Boost变换器和传统Zeta变换器的电压应力与电压增益的关系为：
VS_Boost＝MVin，
VS_Zeta＝(1+M)Vin，
其中，VS_Boost、VS_Zeta分别是传统Boost变换器和传统Zeta变换器的电压应力。
如图6所示，将本发明实施例的Zeta型高升压比直流变换器的电压应力与电压增益的关系和传统Boost、Zeta变换器进行比较，可以看出新型高增益变换器具有更低的器件应力。
可以理解的是，Zeta型高升压比直流变换器可以应用在光伏发电领域，包括但不限于离网光伏发电领域、并网发电领域和微网领域。
下面对Zeta型高升压比直流变换器进行仿真验证，通过具体实施例对其进行详细说明。
为验证前述对Zeta型高升压比直流变换器的理论分析，并与传统Boost、Zeta变换器进行比较，下面根据下表1中的仿真参数搭建了仿真平台，表1为光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器仿真参数表。
表1
参数名称 参数标号 参数值
输入源 V<sub>in</sub> 48V
开关频率 f<sub>s</sub> 200kHz
占空比 D 0.786
电感 L<sub>1</sub>、L<sub>2</sub> 300μH
输出负载 R<sub>L</sub> 800Ω
第一电容 C<sub>1</sub> 100μF
第二电容 C<sub>2</sub> 33μF
第三电容 C<sub>3</sub> 33μF
第四电容 C<sub>4</sub> 33μF
仿真结果如图8-12所示，通过将图8所示的主要工作原理波形的示意图和图7所示的理论分析图进行比较，可以发现理论分析与仿真结果相同，说明了理论分析的正确性和该变换器能够正常工作。
具体地，通过理论计算可以得到本发明实施例的Zeta型高升压比直流变换器的输出电压为400V，如公式3所示。而公式(4)和(5)分别是传统Boost变换器、传统Zeta变换器在相同的参数下的输出电压表达式，在相同条件下，传统Boost变换器的输出电压为224V，传统Zeta变换器的输出电压为176V。通过对比可以得到，本发明实施例的Zeta型高升压比直流变换器在相同条件下具有更高的输出电压，能够满足低压直流母线48V升压至单相逆变器直流母线电压400V的需求。
图9-11分别为本发明实施例的Zeta型高升压比直流变换器、传统Zeta变换器和传统Boost变换器的电压应力仿真结果。通过该仿真结果可以发现，在相同的占空比条件下，本发明实施例的Zeta型高升压比直流变换器、传统Zeta变换器、传统Boost变换器的具有相同的电压应力，都为224V。说明本发明实施例在输出电压高于传统Boost变换器和传统Zeta变换器的情况下，能够保持电压应力与传统Boost变换器、传统Zeta变换器相同，进一步说明了本发明变换器具有低电压应力的特点。
通过图9还可以发现，第一开关管S1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3具有相同的电压应力。
如图12所示，Zeta型高升压比直流变换器输出电压为400V，与上面理论分析的结果相同，验证了理论分析的正确性。
综上，本发明实施例的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器具有较高的电压增益，能够满足48V低压直流电升压到逆变器直流母线电压(400V)的需求，实现光伏发电并网、离线发电的需求。其次，本发明实施例的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器具有较低的电压应力，能够降低二极管的反向恢复特性以及较小开关管的开关损耗，具有较高的效率。因此，本发明的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器具有高电压增益、低器件应力、高转化效率的特点，适合于光伏发电技术领域。
根据本发明实施例提出的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器，通过电路连接将低压直流升压到高压直流母线电压，且只有一个开关管，与主电路共地，电路结构和驱动设计简单，电压应力小，电压增益高，适合用于光伏发电等新能源发电的能源转化接口，将光伏电池输出的电压电转化为更高的直流电压，向直流负载或者单相逆变器供电。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器，其特征在于，包括：
输入电源Vin；
第一开关管S1，所述第一开关管S1漏极与所述输入电源Vin正极相连；
第一电感L1和第二电感L2，所述第一电感L1第一端与所述第一开关管S1源极相连，所述第一电感L1第二端与所述输入电源Vin负极相连；
第一电容C1至第四电容C4，所述第一电容C1第一端与所述第一开关管S1源极和所述第一电感L1第一端相连，所述第一电容C1第二端与所述第二电容C2第一端和所述第二电感L2第一端相连，所述第二电容C2第一端与所述第一电容C1第二端和所述第二电感L2第一端相连，所述第三电容C3第二端与所述第四电容C4第二端和所述输入电源Vin负极相连，所述第四电容C4第一端与所述第二电感L2第二端相连，所述第四电容C4第二端与所述第三电容C3第二端和所述输入电源Vin负极相连；
第一二极管D1至第三二极管D3，所述第一二极管D1阴极与所述第一电容C1第二端、所述第二电容C2第一端和所述第二电感L2第一端相连，所述第一二极管D1阳极与所述输入电源Vin负极、所述第一电感L1第二端、所述第二二极管D2阴极、所述第三电容C3第二端和所述第四电容C4第二端相连，所述第二二极管D2阴极与所述输入电源Vin负极、所述第一电感L1第二端、所述第一二极管D1阳极、所述第三电容C3第二端和所述第四电容C4第二端相连，所述第二二极管D2阳极与所述第二电容C2第二端和所述第三二极管D3阴极相连，所述第三二极管D3阴极和所述第二二极管D2阳极和所述第二电容C2第二端相连，所述第三二极管D3阳极和所述第三电容C3第一端相连；
负载RL，所述负载RL第一端与所述第二电感L2第二端和所述第四电容C4第一端相连，所述负载RL第二端与所述第三二极管D3阳极和所述第三电容C3第一端相连。
2.根据权利要求1所述的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器，其特征在于，Zeta型高升压比直流变换器的电压增益为：
其中，M为所述Zeta型高升压比直流变换器的电压增益，Vout为所述负载RL两端的电压，Vin为所述输入源的电压，D为所述第一开关管S1的占空比。
3.根据权利要求1所述的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器，其特征在于，所述第一开关管S1、所述第一二极管D1、所述第二二极管D2和所述第三二极管D3的电压应力相同。
4.根据权利要求3所述的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器，其特征在于，所述第一开关管S1、所述第一二极管D1、所述第二二极管D2和所述第三二极管D3的所述电压应力为：
其中，VS1为所述第一开关管S1的电压应力、VD1为所述第一二极管D1的电压应力、VD2为所述第二二极管D2的电压应力、VD3为所述第三二极管D3的电压应力。
5.根据权利要求4所述的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器，其特征在于，所述电压应力与所述电压增益的关系为：
6.根据权利要求1所述的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器，其特征在于，所述Zeta型高升压比直流变换器应用在光伏发电领域，包括：离网光伏发电领域、并网发电领域和微网领域。
7.根据权利要求1所述的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器，其特征在于，所述Zeta型高升压比直流变换器在电感电流连续工作模式下有两种工作模态，包括：第一工作模态和第二工作模态。
8.根据权利要求7所述的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器，其特征在于，所述第一工作模态包括：
所述第一开关管S1和所述第二二极管D2导通，所述第一二极管D1和所述第三二极管D3断开；
所述输入电源Vin向所述第一电感L1充电，所述第一电感L1电流iL1正向上升；
所述输入电源Vin和所述第一电容C1串联向所述第二电感L2充电，所述第一电容C1电压vC1正向下降，所述第二电感L2电流iL2正向上升；
所述输入电源Vin和所述第一电容C1串联向所述第二电容C2充电，所述第二电容C2电压vC2正向上升；
所述第三电容C3和所述第四电容C4串联向所述负载RL供电，所述第三电容C3电压vC3正向上升，所述第四电容C4电压vC4正向下降。
9.根据权利要求7所述的光伏电池发电用的Zeta型高升压比直流变换器，其特征在于，所述第二工作模态包括：
所述第一开关管S1和所述第二二极管D2断开，所述第一二极管D1和所述第三二极管D3导通；
所述第一电感L1向所述第一电容C1充电，所述第一电感L1电流iL1正向下降，所述第一电容C1电压vC1正向上升；
所述第二电感L2向所述第四电容C4和所述负载RL供电，所述第二电感L2电流iL2正向下降，所述第四电容C4电压vC4正向上升；
所述第一电感L1、所述第一电容C1和所述第二电容C2串联向所述第三电容C3充电，所述第二电容C2电压vC2正向下降，所述第三电容电压C3电压vC3正向下降；
所述第三电容C3和所述第四电容C4串联向所述负载RL供电。
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