CN201966806U - 一种单开关管直流升压变换器 - Google Patents

一种单开关管直流升压变换器 Download PDF

Info

Publication number
CN201966806U
CN201966806U CN2010207001695U CN201020700169U CN201966806U CN 201966806 U CN201966806 U CN 201966806U CN 2010207001695 U CN2010207001695 U CN 2010207001695U CN 201020700169 U CN201020700169 U CN 201020700169U CN 201966806 U CN201966806 U CN 201966806U
Authority
CN
China
Prior art keywords
coupling inductance
storage capacitor
negative pole
switching tube
sustained 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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010207001695U
Other languages
English (en)
Inventor
徐惠
胡义华
宋鑫
曾辉
李�瑞
牛洁茹
丁小刚
王小昆
Original Assignee
胡义华
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 胡义华 filed Critical 胡义华
Priority to CN2010207001695U priority Critical patent/CN201966806U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201966806U publication Critical patent/CN201966806U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

一种单开关管直流升压变换器，适用于在照明或是低电压直流逆变场合。包括耦合电感原边NP和耦合电感副边NS，耦合电感原边NP的一端分别连接直流电源Vin和续流二极管D0的正极，另一端连接功率开关管S的漏极，功率开关管S的源极与输入直流电源Vin的负极连接，续流二极管D0的负极分别连接续流二极管D2的正极和自举电容CS的正极，续流二极管D2的负极分别与储能电容C2的正极和储能电容C1的负极相连。结构简单，使用灵活，具有广泛的实用性。

Description

一种单开关管直流升压变换器
技术领域
本实用新型涉及一种升压变换器，尤其是一种在照明或是低电压直流逆变场合使用的单开关管直流升压变换器。
背景技术
高升压比的直流变换器经常被用于光伏逆变器前级、供电电源为蓄电池的不间断电源、车载电源等多种场合。目前，传统的直流变换器升压结构拓扑一般有Boost、Buck-Boost、反激变换器、推挽等基础电路结构。Boost、Buck-Boost电路由于受到实际电力电子元件非理想性器件的影响其升压能力有限，且功率开关管的电压应力较高。在Boost、Buck-Boost电路基础上发展起来的级联型结构，具有较高的升压能力但所需电力电子器件以及磁性元件较多不利于提高整个装置的功率密度。反激变换器由于功率开关管受到漏感的影响其电压应力也较高。推挽变换器要求绕组对称在实际制作过程中难以控制，且需要两个功率开关管。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单，使用灵活，开关器件电压应力小，升压比高，输出电压比值稳定的单开关管直流升压变换器。
为实现上述目的，本实用新型的单开关管直流升压变换器，包括耦合电感原边NP和耦合电感副边NS，耦合电感原边NP的一端分别连接直流电源Vin和续流二极管D0的正极，另一端连接功率开关管S的漏极，功率开关管S的源极与输入直流电源Vin的负极连接，耦合电感副边NS的一端与续流二极管D1的正极连接，续流二极管D1的负极与储能电容C1的正极连接，储能电容C1的负极与耦合电感副边NS的另一端连接形成回路，续流二极管D0的负极分别连接续流二极管D2的正极和自举电容CS的正极，续流二极管D2的负极分别与储能电容C2的正极和储能电容C1的负极相连，自举电容CS的负极与功率开关管S的漏极连接，储能电容C1的正极和储能电容C2的负极为输出端，连接负载R。
有益效果：本实用新型与传统的反激变换器相比，在耦合电感的原边引入自举电容升压结构，通过累加反激变换器输出电压和自举电容升压结构的电压可得到更高的电压传输比；通过耦合电感的漏感能量释放回路，可降低功率开关管的电压应力，自举电容升压结构与变压器耦合电感原边NP共用一个绕组，可省一个磁性元件，简化了电路结构，断开电容C1和电容C2的中间点可以实现自举电容升压结构的输出与变压器耦合电感副边NS的输出电气隔离，从而实现两路隔离的升压电压输出，通过调整耦合电感原副边绕组的比例可适应不同升压比的要求。其结构简单，使用灵活，具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本实用新型的电路结构图。
图2是本实用新型的电路拓扑结构的等效电路图。
图3是本实用新型的电路拓扑开关管S开通时能量的传输路径图。
图4是本实用新型的电路拓扑开关管S关断时上下支路处于连续导通状态下能量的传输路径图。
图5是本实用新型的电路拓扑开关管S关断时上支路连续导通、下支路断续状态下能量的传输路径图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的单开关管直流升压变换器包括耦合电感原边NP和耦合电感副边NS，耦合电感原边NP的一端分别连接直流电源Vin和续流二极管D0的正极，另一端连接功率开关管S的漏极，功率开关管S的源极与输入直流电源Vin的负极连接，耦合电感副边NS的一端与续流二极管D1的正极连接，续流二极管D1的负极与储能电容C1的正极连接，储能电容C1的负极与耦合电感副边NS的另一端连接形成回路，续流二极管D0的负极分别连接续流二极管D2的正极和自举电容CS的正极，续流二极管D2的负极分别与储能电容C2的正极和储能电容C1的负极相连，自举电容CS的负极与功率开关管S的漏极连接，储能电容C1的正极和储能电容C2的负极为输出端，连接负载R。
如图2所示，为便于分析将图1中的耦合电感等效为图2的拓扑结构，图2中Lp为耦合电感原边漏感，Ls为耦合电感副边漏感，Lm为耦合电感的励磁电感。图中顺序连接的耦合电感副边NS、耦合电感副边漏感Ls、二极管D1与储能电容C1顺序连接构成一个独立的电压输出回路，图中标定为上支路，其输出电压为Vc1；由连接在输入电源Vin上的耦合电感原边漏感Lp，耦合电感的励磁电感Lm，自举电容CS，续流二极管D2和储能电容C2所构成的电压输出回路，图中标称为下支路，其输出电压为VC2。
如图3所示，当功率开关管S开通时，上支路折算至耦合电感原边NP的电压和输入电压Vin相叠加，对耦合电感原边漏感Lp进行充电，使耦合电感原边漏感Lp上的漏感电流从零开始上升，当漏感电流上升致使续流二极管D1反向截止时，输入电压Vin开始给耦合电感原边NP和自举电容Cs充电，直至自举电容Cs的电压等于输入电压Vin时功率开关管S关断。在此过程中输出电压V0通过储能电容C1和储能电容C2所存储的能量维持，输出电流顺序流经储能电容C1，储能电容C2和负载R。图3中粗线表示能量的传输状态路径，箭头表示能量的传输方向。
如图4所示，当负载R阻值较小且开关管S关断时，上下支路均处于连续导通状态；由于耦合电感原边有漏感Lp，当开关管S由饱和导通到截止关断时会产生反向电动势对耦合电感原边线圈的分布电容进行充放电从而产生阻尼振荡，即在开关管S的漏极与源极间电压震荡形成振铃效应。这时电流的传输路径主要有两个能量释放回路：一个是由耦合电感副边NS，续流二极管D1和储能电容C1顺序连接构成的上支路能量释放回路，上支路输出电流顺序流经耦合电感副边NS，续流二极管D1和储能电容C1；另一路是由输入电压Vin，耦合电感原边漏感Lp，耦合电感的励磁电感Lm，自举电容CS，续流二极管D2和储能电容C2所构成的下支路能量释放回路，下支路输出电流顺序流经输入电压Vin正极，耦合电感原边漏感Lp，耦合电感的励磁电感Lm，自举电容CS，续流二极管D2，储能电容C2，输入电压Vin的负极。图4中粗线表示能量的传输状态路径，箭头表示能量的传输方向。
如图5所示，当负载R阻值较大且开关管S关断时，上支路处于电流连续导通状态，下支路处于电流断续状态。此时，下支路续流二极管D2电流断续，电流顺序流经耦合电感副边NS，续流二极管D11一路给储能电容C1充电，另一路通过负载R给储能电容C2充电；放电电流顺序流经储能电容C1，储能电容C2和负载R。图5中粗线表示能量的传输状态路径，箭头表示能量的传输方向。

Claims (1)

1.一种单开关管直流升压变换器，其特征是：它包括耦合电感原边NP和耦合电感副边NS，耦合电感原边NP的一端分别连接直流电源Vin和续流二极管D0的正极，另一端连接功率开关管S的漏极，功率开关管S的源极与输入直流电源Vin的负极连接，耦合电感副边NS的一端与续流二极管D1的正极连接，续流二极管D1的负极与储能电容C1的正极连接，储能电容C1的负极与耦合电感副边NS的另一端连接形成回路，续流二极管D0的负极分别连接续流二极管D2的正极和自举电容CS的正极，续流二极管D2的负极分别与储能电容C2的正极和储能电容C1的负极相连，自举电容CS的负极与功率开关管S的漏极连接，储能电容C1的正极和储能电容C2的负极为输出端，连接负载R。
CN2010207001695U 2010-12-31 2010-12-31 一种单开关管直流升压变换器 Expired - Fee Related CN201966806U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010207001695U CN201966806U (zh) 2010-12-31 2010-12-31 一种单开关管直流升压变换器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010207001695U CN201966806U (zh) 2010-12-31 2010-12-31 一种单开关管直流升压变换器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201966806U true CN201966806U (zh) 2011-09-07

Family

ID=44529358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010207001695U Expired - Fee Related CN201966806U (zh) 2010-12-31 2010-12-31 一种单开关管直流升压变换器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201966806U (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102723871A (zh) * 2012-05-10 2012-10-10 深圳Tcl新技术有限公司 升压电路、led背光驱动电源及电视机
CN103633844A (zh) * 2013-11-29 2014-03-12 华南理工大学 一种磁耦合式高增益dc/dc变换器
CN104253534A (zh) * 2013-06-26 2014-12-31 杨泰和 借部分功率控制的升压型直流电能输出控制电路装置
CN105515377A (zh) * 2016-01-26 2016-04-20 上海电力学院 一种基于耦合电感和倍压电容的软开关高增益直流变换器
CN108566106A (zh) * 2018-06-22 2018-09-21 林福祥 一种逆变器托扑结构
CN110581649A (zh) * 2019-09-20 2019-12-17 福州大学 一种高增益软开关直流变换器及其控制方法
CN116317609A (zh) * 2023-05-23 2023-06-23 深圳市恒运昌真空技术有限公司 Dc-dc变换电路及装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102723871A (zh) * 2012-05-10 2012-10-10 深圳Tcl新技术有限公司 升压电路、led背光驱动电源及电视机
CN104253534A (zh) * 2013-06-26 2014-12-31 杨泰和 借部分功率控制的升压型直流电能输出控制电路装置
CN103633844A (zh) * 2013-11-29 2014-03-12 华南理工大学 一种磁耦合式高增益dc/dc变换器
CN105515377A (zh) * 2016-01-26 2016-04-20 上海电力学院 一种基于耦合电感和倍压电容的软开关高增益直流变换器
CN108566106A (zh) * 2018-06-22 2018-09-21 林福祥 一种逆变器托扑结构
CN110581649A (zh) * 2019-09-20 2019-12-17 福州大学 一种高增益软开关直流变换器及其控制方法
CN116317609A (zh) * 2023-05-23 2023-06-23 深圳市恒运昌真空技术有限公司 Dc-dc变换电路及装置
CN116317609B (zh) * 2023-05-23 2023-09-29 深圳市恒运昌真空技术有限公司 Dc-dc变换电路及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201966806U (zh) 一种单开关管直流升压变换器
CN105958816B (zh) 一种多单元二极管电容网络和耦合电感高增益直流变换器
CN103780086B (zh) 基于耦合电感倍压结构的双输出母线型高增益变换器
CN205847093U (zh) 一种电流连续型高增益开关升压准z源变换器电路
CN203859682U (zh) 低输入电流纹波单开关高增益变换器
CN113394975B (zh) 一种高电压增益dc-dc直流变换器
CN102403906B (zh) 升压变换器
CN105939112A (zh) 一种高增益准开关升压dc-dc变换器
CN105939108A (zh) 一种开关电感型准开关升压dc-dc变换器
CN103560666A (zh) 具有低纹波的四开关升降压变换器及其控制方法
CN111371316A (zh) 一种基于耦合电感的零输入纹波高增益直流变换器
CN104242422A (zh) 一种脉冲氙灯电源储能电容的充电方法和充电电路
CN105939107A (zh) 一种混合型准开关升压dc-dc变换器
CN206490584U (zh) 带有耦合电感的三电平双向dc/dc变换器拓扑
CN111342664A (zh) 一种集成dc-dc变换器及其控制方法
CN104270085A (zh) 一种太阳能光伏发电系统中的dc/dc变换电路
CN104319798A (zh) 一种双向dcdc变换器及光储系统
CN109818494A (zh) 一种高增益电压型准y源直流-直流变换器
CN205847090U (zh) 一种混合型准开关升压dc‑dc变换器
CN103337957B (zh) 一种低纹波四开关升降压直流变换器及其控制方法
CN204809909U (zh) 一种移动电源
CN103490635A (zh) 一种改进型h桥升降压直流变换器及其控制方法
CN103944399A (zh) 低输入电流纹波单开关高增益变换器
CN203608084U (zh) 具有低纹波的四开关升降压变换器
CN105978322A (zh) 一种开关电容型高增益准z源dc-dc变换器

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Hu Yihua

Document name: Notification of Termination of Patent Right

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110907

Termination date: 20111231