CN112421948A - 一种高升压比的Boost电路 - Google Patents

一种高升压比的Boost电路 Download PDF

Info

Publication number
CN112421948A
CN112421948A CN202011483691.7A CN202011483691A CN112421948A CN 112421948 A CN112421948 A CN 112421948A CN 202011483691 A CN202011483691 A CN 202011483691A CN 112421948 A CN112421948 A CN 112421948A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transformer
voltage end
anode
cathode
diode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011483691.7A
Other languages
English (en)
Inventor
张波
汪义旺
齐美星
宋佳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Vocational University
Original Assignee
Suzhou Vocational University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Vocational University filed Critical Suzhou Vocational University
Priority to CN202011483691.7A priority Critical patent/CN112421948A/zh
Publication of CN112421948A publication Critical patent/CN112421948A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明是一种高升压比的Boost电路，该电路包括变压器T、功率开关MOS管Q、二极管D和电容C，所述变压器T的公共端与输入直流电压端Ui的正极相连，变压器T的低压端与功率开关MOS管Q的漏极相连，变压器T的高压端与二极管D的阳极相连，所述二极管D的阴极、电容C的正极和输出直流电压端Uo的正极相连接在一起，所述输入直流电压端Ui的负极、功率开关MOS管Q的源极、电容C的负极和输出输出直流电Uo的负极相连接在一起。本发明电路实现了更高的升压比，更高的效率以及更小的体积和重量。

Description

一种高升压比的Boost电路
技术领域
本发明涉及DC/DC变换电路技术领域，具体涉及一种高升压比的Boost电路。
背景技术
Boost电路是种升压型的DC/DC变换电路，输入直流电，可得到另一比输入电压高的直流电。Boost电路广泛应用于供电电压低于负载所需电压的场合中。理论上，传统的Boost电路升压比可以很大，但传统的Boost电路实际电路升压比有限，其输出电压和输入电压大小之比很难超过10，再者，传统的Boost电路采用Si材料半导体器件，存在工作频率不够高，器件损耗较大的问题。
针对上述问题，本发明提供一种高升压比的Boost电路，来实现更高的升压比，更高的效率以及更小的体积和重量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种高升压比的Boost电路。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种高升压比的Boost电路，包括输入直流电压端Ui和输出直流电压端Uo，该电路包括变压器T、功率开关MOS管Q、二极管D和电容C，所述变压器T的公共端与输入直流电压端Ui的正极相连，变压器T的低压端与功率开关MOS管Q的漏极相连，变压器T的高压端与二极管D的阳极相连，所述二极管D的阴极、电容C的正极和输出直流电压端Uo的正极相连接在一起，所述输入直流电压端Ui的负极、功率开关MOS管Q的源极、电容C的负极和输出输出直流电Uo的负极相连接在一起。
优选的，所述变压器T为高频自耦变压器。
优选的，所述高频自耦变压器的最高工作频率不低于200kHz。
优选的，所述功率开关MOS管Q为SiC材料的MOS管。
优选的，所述二极管D为SiC材料的高频肖特基二极管。
本发明的有益效果是:
本发明采用高频自耦变压器替代了传统的Boost电路中的电感，实现更高的升压比；采用工作频率高、损耗小的SiC半导体器件替代传统的Si材料半导体器件，实现更高的效率和更小的体积和重量。
附图说明
图1为本发明的高升压比的Boost电路的原理图；
图2为本发明的高频自耦变压器的原理图；
图3为传统的Boost电路图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
如图1所示，一种高升压比的Boost电路，包括输入直流电压端Ui和输出直流电压端Uo，该电路包括变压器T、功率开关MOS管Q、二极管D和电容C，所述变压器T的公共端1与输入直流电压端Ui的正极相连，变压器T的低压端2与功率开关MOS管Q的漏极相连，变压器T的高压端3与二极管D的阳极相连，所述二极管D的阴极、电容C的正极和输出直流电压端Uo的正极相连接在一起，所述输入直流电压端Ui的负极、功率开关MOS管Q的源极、电容C的负极和输出输出直流电Uo的负极相连接在一起。
如图2所示，所述变压器T为高频自耦变压器。
所述高频自耦变压器的最高工作频率不低于200kHz，记高频自耦变压器的高压端3与公共端1之间线圈匝数为n1,低压端2与公共端1之间线圈匝数为n2，变压器变比为n=n1/n2，高频自耦变压器的具体结构采用已公知的内容。
所述功率开关MOS管Q为SiC材料的MOS管。
所述二极管D为SiC材料的高频肖特基二极管。
SiC器件自身损耗小有利于效率提高，SiC器件工作频率可达200kHz以上甚至兆赫兹，更高的工作频率可以采用重量更轻、体积更小的滤波电感和电容；SiC器件散热优于传统的Si材料器件且可工作于更高的温度，因此散热器件可更轻小。
本发明原理
本发明中，如图1所示，设一个控制周期内开关管Q闭合导通的时间记为ton，截止断开的时间记为toff，控制的脉宽调制信号PWM占空比为D，则
Figure 889279DEST_PATH_IMAGE002
。在电路稳态时的一个工作周期内,高频自耦变压器的铁芯磁通增加的量
Figure DEST_PATH_IMAGE004
与其磁通的减小量
Figure DEST_PATH_IMAGE006
大小相等，不考虑符号，两种情况下磁通变化量都记作
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；设变压器T的高压端3与公共端1之间线圈匝数为n1,变压器T的高压端3与公共端1之间的电压大小为U1，变压器T的低压端2与公共端1之间线圈匝数为n2，变压器T的低压端2与公共端1之间的电压大小为U2，则变压器变比为：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
。
功率开关MOS管Q闭合导通时，变压器T的低压侧即低压端2与公共端1之间的电压U2：
Figure DEST_PATH_IMAGE012
（1）；
功率开关MOS管Q截止断开时，易知自耦变压器T高压侧即高压端3与公共端1之间的电压等于输出电压Uo与输入电压Ui之差，也恒定，所以有：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
（2）；
综合式(1)和式(2)，可得：
Figure DEST_PATH_IMAGE016
（3）；
由式（3）可得：本发明的高升压比的Boost电路输出电压与输入电压之间关系为：
Figure DEST_PATH_IMAGE018
（4）；
在本发明的Boost电路中，在输入端加上直流电压Ui，就可按式(4)在输出端得到到输出电压Uo；为了便与比较，图3中给出了传统的Boost电路图，从式中可以看出，相较于传统的Boost电路，输出电压在大小上提高了
Figure DEST_PATH_IMAGE020
倍的输入电压Ui，升压效率得到了显著的提高。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高升压比的Boost电路，包括输入直流电压端Ui和输出直流电压端Uo，其特征在于，该电路包括变压器T、功率开关MOS管Q、二极管D和电容C，所述变压器T的公共端与输入直流电压端Ui的正极相连，变压器T的低压端与功率开关MOS管Q的漏极相连，变压器T的高压端与二极管D的阳极相连，所述二极管D的阴极、电容C的正极和输出直流电压端Uo的正极相连接在一起，所述输入直流电压端Ui的负极、功率开关MOS管Q的源极、电容C的负极和输出输出直流电Uo的负极相连接在一起。
2.根据权利要求1所述的高升压比的Boost电路，其特征在于，所述变压器T为高频自耦变压器。
3.根据权利要求2所述的高升压比的Boost电路，其特征在于，所述高频自耦变压器的最高工作频率不低于200kHz。
4.根据权利要求2所述的高升压比的Boost电路，其特征在于，所述功率开关MOS管Q为SiC材料的MOS管。
5.根据权利要求2所述的高升压比的Boost电路，其特征在于，所述二极管D为SiC材料的高频肖特基二极管。
CN202011483691.7A 2020-12-16 2020-12-16 一种高升压比的Boost电路 Pending CN112421948A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011483691.7A CN112421948A (zh) 2020-12-16 2020-12-16 一种高升压比的Boost电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011483691.7A CN112421948A (zh) 2020-12-16 2020-12-16 一种高升压比的Boost电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112421948A true CN112421948A (zh) 2021-02-26

Family

ID=74776582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011483691.7A Pending CN112421948A (zh) 2020-12-16 2020-12-16 一种高升压比的Boost电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112421948A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117543961A (zh) * 2023-11-20 2024-02-09 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种直流变换电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102170233A (zh) * 2011-04-07 2011-08-31 北京航空航天大学 一种用于高速电磁阀驱动的升压变换器
CN104158402A (zh) * 2014-08-27 2014-11-19 南京国睿新能电子有限公司 一种新型的升压开关电源
CN204928734U (zh) * 2015-07-26 2015-12-30 国网山东省电力公司聊城供电公司 一种采用大升压比Boost直流变换器的光伏发电装置
CN105515392A (zh) * 2015-12-28 2016-04-20 深圳茂硕电气有限公司 一种直流-直流升压变换电路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102170233A (zh) * 2011-04-07 2011-08-31 北京航空航天大学 一种用于高速电磁阀驱动的升压变换器
CN104158402A (zh) * 2014-08-27 2014-11-19 南京国睿新能电子有限公司 一种新型的升压开关电源
CN204928734U (zh) * 2015-07-26 2015-12-30 国网山东省电力公司聊城供电公司 一种采用大升压比Boost直流变换器的光伏发电装置
CN105515392A (zh) * 2015-12-28 2016-04-20 深圳茂硕电气有限公司 一种直流-直流升压变换电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117543961A (zh) * 2023-11-20 2024-02-09 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种直流变换电路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101453164B (zh) 单向dc-dc变换器
JP3861220B2 (ja) Ｄｃ−ｄｃコンバータ
US11018592B2 (en) Flyback converter controller, flyback converter and methods of operation
CN106059320B (zh) 一种并联谐振型零电压开关推挽正激变换器
US10097081B1 (en) Converter having low loss snubber
TW201505345A (zh) 具穩壓切換頻率之降壓轉換器
CN112968621A (zh) 一种单级复合有源箝位推挽反激式逆变器
US20220321015A1 (en) Dc voltage conversion circuit and power supply device
TWI580166B (zh) 交錯式升壓轉換器
CN112421948A (zh) 一种高升压比的Boost电路
CN112350583B (zh) 一种电流型推挽桥式软开关双向直流变换器
TW201421886A (zh) 利用耦合電感之交流／直流對稱式倍壓整流裝置
EP2058930A1 (en) Mixed flyback-forward topology converter with reduced ripple current.
WO2017107452A1 (zh) 开关稳压电源
US10348205B1 (en) Coupled-inductor cascaded buck converter with fast transient response
CN109194144A (zh) 一种交错并联双正激式升压电路
WO2014141371A1 (ja) 電圧変換回路
CN209329965U (zh) 一种交错并联双正激式升压电路
KR101285295B1 (ko) 부스트 직류-직류 컨버터
TW201909530A (zh) 隔離式高降壓轉換器
CN113783426A (zh) 同步耦合Boost电路、Boost电路及电源装置
CN213027834U (zh) 一种正负独立斩控式正弦波电子调压器
CN111130374A (zh) 一种低直流链电压尖峰的t源逆变器
TWI587618B (zh) High buck converter
CN113839557B (zh) 一种宽电压范围升压变换拓扑

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210226