[实用新型]单开关高电压输出开关电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力电子技术领域的单开关高电压输出开关电源，具体地说，涉及的是一种大于12倍压输出的直流升压开关电源。

背景技术

DC-DC升压开关电源是光伏发电、电动汽车和通信电源的重要组成部分。随着我国光伏产业、新能源汽车和通信的迅猛发展，对于DC-DC升压开关电源的需求越来越旺盛，对DC-DC升压开关电源的输出电压等级要求也越来越高。体积小、重量轻、稳定性好、安全系数高、低直流电压输入的DC-DC升压开关电源符合光伏发电、电动汽车和通信的发展要求，具有良好的应用前景。

DC-DC升压变换器为了完成较低直流电压输入-高直流电压输出，可以采用带隔离升压变压器的方案和非隔离方案。目前对于后者可以采用两种倍压方法：二级交错和二级串联。二级倍压电路将输入的低直流电压升压变换为高直流电压，电路结构简单，控制容易，成本较低，但是升压能力仍然有限，不能满足较低直流电压供电的应用场合。

与带隔离型升压变压器的方案相比，非隔离型的DC-DC变换器具有体积小，结构简单，成本低廉，电源利用率高，稳定可靠的优点。

经过对现有适合低压直流电压输入-高压直流电压输出应用场合的升压开关电源技术的检索发现，“A Bridgeless Interleaved PWM Boost Rectifier with Intrinsic Voltage-Doubler Characteristic”（Telecommunications Energy Conference,2009）中描述的二倍压DC-DC升压开关电源的输出电压等级低，功能和性能较差，很难应用于电动汽车和通信电源等应用场合。

为了完成较低直流电压输入-高直流电压输出，采用单开关高电压输出开关电路，电源利用率高，输出直流电流波幅小，供电质量高，扩大低压电源的应用场合。

综上所述，现有的低直流电压输入-高直流电压输出开关电源的输出电压等级低，不适用于光伏发电、电动汽车和通信电源等需要高电压等级输出的场合。随着实践应用的扩大，设计一种结构简单、控制简便、成本低廉、输出电压等级高的升压开关电源已成为本领域技术人员的当务之急。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供一种单开关高电压输出开关电源，即三倍压单开关高电压输出开关电源，使其实现DC/DC变换。

为实现上述的目的，本实用新型所述的一种单开关高电压输出开关电源，包括依次级联的升压电路和滤波电路，其中升压电路与滤波电路相连。所述升压电路两端分别与两个电源的正极和负极相连；所述滤波电路为电容滤波电路，两端分别连接整流器的两个输出端。

所述的升压电路为单开关高电压输出开关电路：第一电解电容正极与输入电源正极相连，负极与输入电源负极相连。第一电感两端分别与输入电源正极和第一节点A相连，第二电感两端分别与第二节点B和第三节点C相连，第三电感两端分别与第四节点D和第五节点E相连。第一IGBT集电极与第五节点E相连，发射极与输入电源负极相连。第一二极管的阳极与第一节点A相连，阴极与第六节点F相连；第二二极管阳极与第六节点F相连，阴极与第七节点G相连；第三二极管阳极与第七节点G相连，阴极与输出电源正极相连；第四二极管阳极与第一节点A相连，阴极与第二节点B相连；第五二极管阳极与第三节点C相连，阴极与第四节点D相连。第二电解电容负极与输入电源负极相连，正极与第四节点D相连，第三电解电容负极与输入电源负极相连，正极与第四节点D相连。

所述的IGBT的门极接受PWM脉冲控制信号，并且使得IGBT的工作时序为：在一个开关周期内，初始时，第一IGBT开通，输入电源同时为第一电感和第二电容充电；第二电容饱和后，第一电感和第二电容同时为第二电感和第三电容充电；第三电容饱和后，第二电感和第三电容同时为第三电感充电；第一IGBT关断，第三电容和第三电感同时为第四电容充电。第二电容电压为第四电容电压的1/4,第三电容电压为第四电容电压的1/2。第一IGBT的门极接受PWM脉冲控制信号。如此循环，输出三倍压直流电压。

所述的滤波电路为电容滤波电路，第四电解电容E4正极与输出电源正极相连，负极与输出电源负极相连，第一电阻为稳定电阻与第四电容并联。