CN109861524A - 燃料电池发电用的高增益升压直流变换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料电池发电用的高增益升压直流变换器，包括：输入电源V_in正极与电感L₁相连；电感L₁分别与开关管S₁漏极和电容C₁相连；电容C₁分别与二极管D₁阳极、电容C₂和电感L₂相连；电感L₂分别与负载R_L和电容C₄相连；电容C₂分别与二极管D₂阴极和二极管D₃阳极相连；二极管D₃阴极分别与负载R_L和电容C₃相连；输入电源V_in负极分别与开关管S₁源极、二极管D₁阴极、二极管D₂阳极、电容C₃和电容C₄相连。该高增益升压直流变换器具有高电压增益、低器件电压应力、低输入、低输出电流纹波的特点，适用于燃料电池发电领域，在将燃料电池低压直流电提升的同时延长燃料电池的使用寿命。

Description

燃料电池发电用的高增益升压直流变换器

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种燃料电池发电用的高增益升压直流变换器。

背景技术

传统的化石能源发电技术会带来严重的环境污染问题，因此，为了保护环境，实现能源的可持续发展，燃料电池发电受到广泛的关注，燃料电池发电具有效率高、污染小、安全性高等特点，但是由于燃料电池的输出电压比较低，一般为20～60V之间，如果实现燃料电池并网发电，需要具有较高电压增益的变换器来提升直流电压以满足后级逆变器直流母线电压的要求。

在相关技术中，传统的Boost、Buck-Boost、Cuk、Sepic、Zeta等具有升压功能的变换器受到广泛应用，但是由于变换器中存在着寄生参数使得变换器的电压提升能力有限，同时，开关管和输出二极管的电压应力比较大，会带来很高的开关损耗和反向恢复损耗，因此，难以作为燃料电池和并网逆变器的中间接口。对于高增益变换器来讲，如耦合电感型高增益变换器、开关电容型高增益变换器、开关电感型高增益变换器和级联型高增益变换器等多种高增益变换器，其中，耦合电感型高增益变换器可以通过调整耦合电感的原副边匝比实现电压增益的提升，但是耦合电感存在着漏感使得开关管的电压应力增大和变换器的效率降低；开关电容型高增益变换器由于主要依据开关电容的并联充电和串联放电，因此，电路中存在着脉冲电流，使得半导体器件的电流应力大和变换器的效率低；开关电感型高增益变换器通过电感的并联充电、串联放电来提高变换器的电压增益，但是，器件数量较多和二极管的电流应力比较大使得变换器的效率较低。

此外，电流纹波较大会使燃料电池的寿命降低，因此，需要变换器具有较低的输入电流纹波。而开关电感高增益变换器由于电感并联充电、串联放电，输入的电流纹波比较大。同理，开关电容型高增益变换器由于电容的并联充电、串联放电，具有较高的电流纹波。耦合电感型高增益变换器由于耦合电感原边电流在开关管开通和关断时候不同，输入电流纹波比较大。

因此，为提高燃料电池的寿命，满足燃料电池输出电压提升至逆变侧直流母线电压的需求，并实现器件应力低，变换器效率较高的需求，需要继续探究高增益、低电流纹波、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燃料电池发电用的高增益升压直流变换器，该高增益升压直流变换器具有高电压增益、低器件电压应力、低输入、低输出电流纹波的特点，适用于燃料电池发电领域，在将燃料电池低压直流电提升的同时延长燃料电池的使用寿命。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种燃料电池发电用的高增益升压直流变换器，包括：输入电源V_in；第一开关管S₁，所述第一开关管S₁源极与所述输入电源V_in负极相连；第一电感L₁和第二电感L₂，所述第一电感L₁第一端与所述输入电源V_in正极相连，所述第一电感L₁第二端与所述第一开关管S₁漏极相连；第一二极管D₁至第三二极管D₃，所述第一二极管D₁阳极与所述第二电感L₂第一端相连，所述第一二极管D₁阴极与所述第一开关管S₁源极、所述输入电源V_in负极和所述第二二极管D₂阳极相连，所述第二二极管D₂阳极与所述输入电源V_in负极、所述第一开关管S₁源极、所述第一二极管D₁阴极相连，所述第二二极管D₂阴极与所述第三二极管D₃阳极相连；第一电容C₁至第四电容C₄，所述第一电容C₁第一端与所述第一电感L₁第二端和所述第一开关管S₁漏极相连，所述第一电容C₁第二端与所述第一二极管D₁阳极、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、所述第一二极管D₁阳极和所述第二电感L₂第一端相连，所述第二电容C₂第二端与所述第二二极管D₂阴极和所述第三二极管D₃阳极相连，所述第三电容C₃第一端与所述第三二极管D₃阴极相连，所述第三电容C₃第二端与所述输入电源V_in负极、所述第一开关管S₁源极、所述第一二极管D₁阴极、所述第二二极管D₂阳极和所述第四电容C₄第二端相连，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第二端与所述输入电源V_in负极、所述第一开关管S₁源极、所述第一二极管D₁阴极、所述第二二极管D₂阳极和所述第三电容C₃第二端相连；负载R_L，所述负载R_L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R_L第二端与所述第三二极管D₃阴极和所述第三电容C₃第一端相连。

根据本发明实施例提出的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器，通过将升压单元输出电压与传统Cuk变换器的输出电压相叠加，在不改变电压应力的条件下，获得高的输出电压，并且具有高电压增益、低器件电压应力、低输入、低输出电流纹波的特点，适用于燃料电池发电领域，在将燃料电池低压直流电提升的同时延长燃料电池的使用寿命。

另外，根据本发明上述实施例的燃料电池发电用的高增益升压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，所述第二二极管D₂、所述第三二极管D₃、所述第二电容C₂和所述第三电容C₃组成升压单元。

进一步地，在本发明的一个实施例中，高增益升压直流变换器的输入侧和输出侧都存在电感。

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。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述高增益升压直流变换器的电压增益为：

其中，M为所述高增益升压直流变换器的电压增益，V_out为所述负载R_L两端的电压，V_in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，所述高增益升压直流变换器在电感电流连续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。

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V_in向所述第一电感L₁充电，所述第一电感L₁电流i_L1正向上升；所述第一电容C₁向所述第二电容C₂充电，所述第一电容C₁电压v_C1正向下降，所述第二电容C₂电压v_C2正向下降；所述第一电容C₁向所述第二电感L₂和所述第四电容C₄充电，所述第二电感L₂电流i_L2正向上升，所述第四电容C₄电压v_C4正向上升；所述第四电容C₄和所述第三电容C₃串联向所述负载R_L供电，所述第三电容C₃电压v_C3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；所述输入电源V_in和所述第一电感L₁串联向所述第一电容C₁充电，所述第一电感L₁电流i_L1正向下降，所述第一电容C₁电压v_C1正向上升；所述第二电容C₂向所述第三电容C₃充电，所述第二电容C₂电压v_C2正向上升，所述第三电容C₃电压v_C3正向上升；所述第二电感L₂和所述第四电容C₄向所述负载R_L供电，所述第二电感L₂电流i_L2正向下降；所述第四电容C₄和所述第三电容C₃串联向所述负载R_L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燃料电池发电用的高增益升压直流变换器电路结构示意图；

图2为根据本发明一个实施例的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器的理论分析参考方向电路结构示意图；

图3为根据本发明一个实施例的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器的第一工作模态电路图；

图4为根据本发明一个实施例的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器的第二工作模态电路图；

图5为根据本发明一个实施例的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器与传统Cuk变换器的电压增益对比图；

图6为根据本发明一个实施例的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器的理论分析波形图；

图7为根据本发明一个实施例的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器的工作波形仿真结果图；

图8为根据本发明一个实施例的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器的半导体器件的电流应力仿真结果图；

图9为根据本发明一个实施例的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器的半导体器件的电压应力仿真结果图；

图10为根据本发明一个实施例的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器输入电流纹波和输出电流纹波的仿真结果图；

图11为根据本发明一个实施例的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器输出电压组成分析的仿真结果图。

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燃料电池发电用的高增益升压直流变换器。

图1为根据本发明一个实施例的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器电路结构示意图。

如图1所示，该燃料电池发电用的高增益升压直流变换器包括：输入电源V_in、第一开关管S₁、第一二极管D₁、第二二极管D₂、第三二极管D₃、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和负载R_L。

其中，高增益升压直流变换器的连接方式为：

第一开关管S₁源极与输入电源V_in负极相连；

第一电感L₁第一端与输入电源V_in正极相连，第一电感L₁第二端与第一开关管S₁漏极相连；

第一二极管D₁阳极与第二电感L₂第一端相连，第一二极管D₁阴极与第一开关管S₁源极、输入电源V_in负极和第二二极管D₂阳极相连，第二二极管D₂阳极与输入电源V_in负极、第一开关管S₁源极、第一二极管D₁阴极相连，第二二极管D₂阴极与第三二极管D₃阳极相连；

第一电容C₁第一端与第一电感L₁第二端和第一开关管S₁漏极相连，第一电容C₁第二端与第一二极管D₁阳极、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、第一二极管D₁阳极和第二电感L₂第一端相连，第二电容C₂第二端与第二二极管D₂阴极和第三二极管D₃阳极相连，第三电容C₃第一端与第三二极管D₃阴极相连，第三电容C₃第二端与输入电源V_in负极、第一开关管S₁源极、第一二极管D₁阴极、第二二极管D₂阳极和第四电容C₄第二端相连，第四电容C₄第一端与第二电感L₂第二端相连，第四电容C₄第二端与输入电源V_in负极、第一开关管S₁源极、第一二极管D₁阴极、第二二极管D₂阳极和第三电容C₃第二端相连；

负载R_L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R_L第二端与第三二极管D₃阴极和第三电容C₃第一端相连。进一步地，在本发明的一个实施例中，高增益升压直流变换器输入侧和输出侧都存在电感，因此，其输入电流纹波和输出电流纹波较小，并且在阻性负载R_L下输出电压纹波较小。

进一步地，在本发明的一个实施例中，高增益升压直流变换器的第二二极管D₂、第三二极管D₃、第二电容C₂和第三电容C₃可以组成升压单元，具有较高输出电压增益。

进一步地，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的电压应力相同。

具体地，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，在相同占空比情况下与传统Cuk变换器的电压应力相同。

可以理解地是，在本发明的高增益升压直流变换器中，第一电容C₁、第二电容C₂、第三电容C₃和第四电容C₄电压波动较小，在充放电过程中不会产生较高的脉冲电流，因此，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的电流应力较小，变换器的效率较高。

如图2所示，图2标出了本发明实施例中的各个器件的电压、电流的参考方向及标号，例如对于第一开关管S₁来说，i_s1为第一开关管S₁的瞬时电流值，v_ds1则为第一开关管S₁的瞬时端电压值。除此之外，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，在本发明的一个实施例中，高增益升压直流变换器在电感电流连续模式下可以有两种工作模态：第一工作模态和第二工作模态。

如图3所示，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V_in向第一电感L₁充电，第一电感L₁电流i_L1正向上升；第一电容C₁向第二电容C₂充电，第一电容C₁电压v_C1正向下降，第二电容C₂电压v_C2正向下降；第一电容C₁向第二电感L₂和第四电容C₄充电，第二电感L₂电流i_L2正向上升，第四电容C₄电压v_C4正向上升；第四电容C₄和第三电容C₃串联向负载R_L供电，第三电容C₃电压v_C3正向下降。

其中，有如下公式成立：

其中，t₀、t₁为第一工作模态的起始和结束时间。

如图4所示，第二工作模态包括：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；输入电源V_in和第一电感L₁串联向第一电容C₁充电，第一电感L₁电流i_L1正向下降，第一电容C₁电压v_C1正向上升；第二电容C₂向第三电容C₃充电，第二电容C₂电压v_C2正向上升，第三电容C₃电压v_C3正向上升；第二电感L₂和第四电容C₄向负载R_L供电，第二电感L₂电流i_L2正向下降；第四电容C₄和第三电容C₃串联向负载R_L供电。

其中，有如下公式成立：

其中，t₁、t₂为第二工作模态的起始和结束时间。

进一步地，在本发明的实施例中，高增益升压直流变换器具有低输入电流纹波和高电压增益的特点，适用于燃料电池发电领域。

其中，高增益升压直流变换器的电压增益为：

其中，M为高增益升压直流变换器的电压增益，V_out为负载R_L两端的电压，V_in为输入源的电压，D为第一开关管S₁的占空比。

如图5所示，将本发明实施例的高增益升压直流变换器和传统Cuk变换器的电压增益绝对值进行比较，可以发现本发明实施例的高增益升压直流变换器具有较高的电压增益，能够有效实现电压提升功能。

下面对本发明的高增益升压直流变换器进行仿真验证，通过一个具体实施例对高增益升压直流变换器进行详细说明。

具体地，为验证上述对高增益升压直流变换器的理论分析，根据表1中仿真参数搭建了仿真平台，表1为燃料电池发电用的高增益升压直流变换器的仿真参数表。

表1

参数名称	参数标号	参数值
			输入源	V<sub>in</sub>	30V
开关频率	f<sub>s</sub>	200kHz
			占空比	D	0.77
电感	L<sub>1</sub>、L<sub>2</sub>	300μH
			输出负载	R<sub>L</sub>	300Ω
第一电容	C<sub>1</sub>	33μF
			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

首先，根据表1的仿真参数和理论分析，可以得到高增益升压直流变换器输出电电压为233V，如公式(3)所示，而传统Cuk变换器的输出电压为100V，如公式(4)所示。可以发现，在第一开关管的占空比为0.77情况下，本实施例变换的输出电压是传统Cuk变换器输出电压的2.3倍，输出电压增加了1.3倍，因此，本发明实施例的高增益升压直流变换器具有较高的电压增益，能有效的将燃料电池的输出电压提升高更高的电压值。

如图6和图7所示，其中，图6是根据理论分析得到的波形图，图7是根据表1仿真参数情况下的拓扑工作原理波形的仿真输出结果。对比发现，两者波形相似，变化趋势相同，说明前述对电路工作原理的分析正确。

如图8所示，通过该仿真结果可以发现，本实施例的高增益升压直流变换器的电容充放电过程中没有产生较高的电流脉冲尖峰，二极管的电流应力小，同时由于没有较高的电流尖峰，因此变换器的开关损耗小，变换器的效率较高。

如图9所示，变换器中所有半导体器件的电压应力均为133V，与第一电容C₁电压V_C1相同。而对于传统Cuk变换器来说，变换器的半导体器件的电压应力为第一电容C₁电压V_C1，因此，本发明实例的高增益变换器的半导体器件在相同占空比情况下具有与传统Cuk变换器相同的电压应力，且具有低电压应力的特点。

如图10所示，通过该仿真结果可以看到，变换器的输入电流纹波为0.3A，具有较低的输入电流纹波，输出电流纹波为0.0005A。因此，本发明实施例高增益升压直流变换器具有输入电流纹波、输出电流纹波低的特点。

如图11所示，本发明实施例的输出电压V_out由第三电容电压V_C3、第四电容电压V_C4串联得到，而第四电容电压V_C4是传统Cuk变换器的输出电压，而第三电容电压V_C3是升压单元的输出电压。通过将升压单元输出电压与传统Cuk变换器的输出电压相叠加，使得本发明实施例具有较高的输出电压。

因此，通过仿真结果验证了本实施例对变换器的理论分析的正确性，说明了变换器的工作原理。同时在表1所示的仿真参数下，可以得到本发明实施例的变换器输出电压是传统Cuk变换器输出电压的2.3倍，增加1.3倍，同时变换器中所有的半导体器件的电压应力与传统Cuk变换器相同。除此之外，还验证了本实施例变换器输入侧、输出侧具有较低的电流纹波，以及变换器中半导体器件没有电流尖峰的问题。所以，本发明实施例的用于燃料电池发电的新型高增益直流变换器为燃料电池发电所需的高增益变换器提供了一种实用的拓扑结构。

根据本发明实施例提出的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器，通过将升压单元输出电压与传统Cuk变换器的输出电压相叠加，在不改变电压应力的条件下，获得高的输出电压，并且具有高电压增益、低器件电压应力、低输入、低输出电流纹波的特点，适用于燃料电池发电领域，在将燃料电池低压直流电提升的同时延长燃料电池的使用寿命。

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 (8)

1.一种燃料电池发电用的高增益升压直流变换器，其特征在于，包括：

输入电源V_in；

第一开关管S₁，所述第一开关管S₁源极与所述输入电源V_in负极相连；

第一电感L₁和第二电感L₂，所述第一电感L₁第一端与所述输入电源V_in正极相连，所述第一电感L₁第二端与所述第一开关管S₁漏极相连；

第一二极管D₁至第三二极管D₃，所述第一二极管D₁阳极与所述第二电感L₂第一端相连，所述第一二极管D₁阴极与所述第一开关管S₁源极、所述输入电源V_in负极和所述第二二极管D₂阳极相连，所述第二二极管D₂阳极与所述输入电源V_in负极、所述第一开关管S₁源极、所述第一二极管D₁阴极相连，所述第二二极管D₂阴极与所述第三二极管D₃阳极相连；

第一电容C₁至第四电容C₄，所述第一电容C₁第一端与所述第一电感L₁第二端和所述第一开关管S₁漏极相连，所述第一电容C₁第二端与所述第一二极管D₁阳极、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、所述第一二极管D₁阳极和所述第二电感L₂第一端相连，所述第二电容C₂第二端与所述第二二极管D₂阴极和所述第三二极管D₃阳极相连，所述第三电容C₃第一端与所述第三二极管D₃阴极相连，所述第三电容C₃第二端与所述输入电源V_in负极、所述第一开关管S₁源极、所述第一二极管D₁阴极、所述第二二极管D₂阳极和所述第四电容C₄第二端相连，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第二端与所述输入电源V_in负极、所述第一开关管S₁源极、所述第一二极管D₁阴极、所述第二二极管D₂阳极和所述第三电容C₃第二端相连；

负载R_L，所述负载R_L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R_L第二端与所述第三二极管D₃阴极和所述第三电容C₃第一端相连。

2.根据权利要求1所述的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器，其特征在于，所述第二二极管D₂、所述第三二极管D₃、所述第二电容C₂和所述第三电容C₃组成升压单元。

3.根据权利要求1所述的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器，其特征在于，高增益升压直流变换器的输入侧和输出侧都存在电感。

4.根据权利要求1所述的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器，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。

5.根据权利要求1所述的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器，其特征在于，所述高增益升压直流变换器的电压增益为：

其中，M为所述高增益升压直流变换器电压增益，V_out为所述负载R_L两端的电压，V_in为所述输入源的电压，D为所述第一开关管S₁的占空比。

6.根据权利要求1所述的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器，其特征在于，所述高增益升压直流变换器在电感电流连续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。

7.根据权利要求6所述的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器，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V_in向所述第一电感L₁充电，所述第一电感L₁电流i_L1正向上升；

所述第一电容C₁向所述第二电容C₂充电，所述第一电容C₁电压v_C1正向下降，所述第二电容C₂电压v_C2正向下降；

所述第一电容C₁向所述第二电感L₂和所述第四电容C₄充电，所述第二电感L₂电流i_L2正向上升，所述第四电容C₄电压v_C4正向上升；

所述第四电容C₄和所述第三电容C₃串联向所述负载R_L供电，所述第三电容C₃电压v_C3正向下降。

8.根据权利要求6所述的燃料电池发电用的高增益升压直流变换器，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；

所述输入电源V_in和所述第一电感L₁串联向所述第一电容C₁充电，所述第一电感L₁电流i_L1正向下降，所述第一电容C₁电压v_C1正向上升；

所述第二电容C₂向所述第三电容C₃充电，所述第二电容C₂电压v_C2正向上升，所述第三电容C₃电压v_C3正向上升；

所述第二电感L₂和所述第四电容C₄向所述负载R_L供电，所述第二电感L₂电流i_L2正向下降；

所述第四电容C₄和所述第三电容C₃串联向所述负载R_L供电。