[发明专利]一种有源网络升压变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种有源网络升压变换器，属于电力电子变换器技术领域。

背景技术

升压变换器广泛应用于工业领域，如电池充放电管理器、新能源发电、电机驱动器等场合。传统的升压变换器电路拓扑为Boost电路。Boost电路结构简单，应用广泛，但也存在如下一些缺陷：（1）当需要较大的升压比场合，工作占空比很大，因此能量传输模式所占的时间小，导致效率降低；（2）所需的升压电感大，电感上流过全部的输入电流，电感电流值为输入电流值，同时由于工作占空比大，电感储能时间长，导致电感电流纹波大，因此电感的体积重量大；（3）开关管电压应力较高，为电源电压，需选用较高电压应力的功率开关管，因此开关管的通态压降较高，导致电感储能阶段的损耗大，影响了变换器效率；（4)功率开管和功率二极管导通时流过全部的电感电流，即流过输入电流，其通态损耗大，效率低；（5）由于工作占空比较大，输出电流纹波大，需要选用较大的输出滤波电容，增加了系统的体积重量和成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了一种有源网络升压变换器。

 本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

       一种有源网络升压变换器，包括：依次连接的X型有源网络、输出滤波电路；

       所述X型有源网络包括：直流电压源、第一电感、第二电感、第一功率开关管、第二功率开关管；其中：所述第一功率开关管的正端、第一电感的一端分别与直流电压源的正极连接；所述第一电感的另一端与第二功率开关管的正端连接；所述第二功率开关管的负端、第二电感的一端分别与直流电压源的负极连接；所述第二电感的另一端与第一功率开关管的负端连接；

       所述输出滤波电路包括串联连接的整流二极管和输出滤波电容。

所述有源网络升压变换器中，第一、第二功率开关管是MOS管或者IGBT管。

所述有源网络升压变换器X型有源网络中的第一、第二电感为分立电感或者耦合电感。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：输出电流波形波动小且电感电流值小，进而选择的电感电感值小且体积小，减小了升压变换器的体积。

附图说明

图1为有源网络升压变换器的电路图。

 图2至图4为输入电压V_i=50V，第一功率开关管S₁和第二功率开关管S₂的占空比D=0.5，负载R=20Ω时的实验波形图。

图5至图7为输入电压V_i=50V，负载R=20Ω时Boost变换器的实验波形图。

 图中标号说明：V_i为直流电压源， L₁为第一电感，L₂为第二电感，S₁为第一功率开关管、S₂为第二功率开关管，D为整流二极管，C为输出滤波电容，R为负载，i_L1、i_L2分别为第一电感L₁、第二电感L₂中流过的电流，V_C为输出滤波电容C上的电压。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：

如图1所示的有源网络升压变换器：包括依次连接的X型有源网络、输出滤波电路。

X型有源网络包括：直流电压源V_i、第一电感L₁、第二电感L₂、第一功率开关管S₁、第二功率开关管S₂。第一功率开关管S₁的正端、第一电感L₁的一端分别与直流电压源V_i的正极连接，第一电感L₁的另一端与第二功率开关管S₂的正端连接，第二功率开关管S₂的负端、第二电感L₂的一端分别与直流电压源V_i的负极连接，第二电感L₂的另一端与第一功率开关管S₁的负端连接。    

输出滤波电路包括串联连接的整流二极管D和输出滤波电容C，输出滤波电容C两极的电压V_C即为所述有源网络升压变换器的输出电压，该输出电压为负载R供电。