[实用新型]一种ZVT交错并联高增益式DC/DC变换器

说明书

技术领域

本实用新型一种DC/DC变换器，特别是一种ZVT交错并联高增益式DC/DC变换器。

背景技术

基本的升压型（Boost）交错并联变换器包括两个电感，两个功率开关管，两个输出二极管。其中，第一个电感的输入端与第二个电感的输入端一起连接输入电源的正极，输出端接第一个输出二极管的阳极，第一个二极管的阴极与第二个二极管的阴极一起接变换器输出端的正极；在第一电感和第一个二极管的阳极之间接第一功率开关管的漏极，第一功率开关管源极接变换器的负极；第二个电感的输出端接第二个输出二极管的阳极，在第二电感和第二个二极管的阳极之间接第二功率开关管的漏极，第二功率开关管源极接变换器的负极。这种基本升压型交错并联变换器输出电压增益较小，且功率开关管和二极管的电压应力均为输出电压，所以损耗也较大。此外开关管和二极管均工作在硬开关模式下，开关损耗和二极管的反向恢复损耗较大。近年来，相继出现了一些具有高增益升压和软开关能力的电路拓扑，主要有两种。第一种借助于耦合电感和有源箝位的方式，这种方式一方面增加了原变换器增益，另一方面也实现了软开关工作，但由于需要考虑到多相均流的问题，电路控制方案较复杂。第二种是在现有高增益变换器的基础上，通过附加二极管、电感和电容等器件实现软开关，这种方案一般外加电路复杂，成本较高。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型提供一种ZVT交错并联高增益式DC/DC变换器，该变换器输入电流纹波小、且同时具有高增益能力和软开关能力。与现有的高增益DC/DC变换器相比，本实用新型电路拓扑简单，并且可以大幅降低开关器件的电压应力，变换器整体工作效率得到了提高。

本实用新型采取的技术方案为：一种ZVT交错并联高增益式DC/DC变换器，包括第一耦合电感、第二耦合电感、第一功率开关管S₁、第二功率开关管S₂、第一箝位开关S_a1、第二箝位开关S_a2、第一箝位电容C_a1、第二箝位电容C_a2，输出二极管D₀

第一耦合电感初级绕组的输入端、第二耦合电感初级绕组的输入端连接输入电源V_in的正极，第一耦合电感初级绕组的输出端连接第一功率开关管S₁漏极、第一箝位开关S_a1源极，第二耦合电感初级绕组的输出端连接第二功率开关管S₂漏极、第二箝位开关S_a2源极。第一箝位开关S_a1漏极连接第一箝位电容C_a1一端，第二箝位开关S_a2漏极连接第二箝位电容_Ca2一端。第一箝位电容C_a1的另一端、第二箝位电容C_a2的另一端、第一功率开关管S₁源极、第二功率开关管S₂源极连接输入电源V_in的负极。第一功率开关管S₁栅极、第二功率开关管S₂栅极分别连接一控制器，第一功率开关管S₁、第二功率开关管S₂的驱动相位之间相差180°。

第一耦合电感初级绕组的输出端连接第一耦合电感次级绕组的输入端，第二耦合电感初级绕组的输出端连接第二耦合电感次级绕组的输入端。第一耦合电感次级绕组的输出端、第二耦合电感次级绕组的输出端均连接倍压增益电路，倍压增益电路连接输出二极管D₀阳极，输出二极管D₀阴极连接滤波电容C₀一端、滤波电容C₀另一端连接输入电源V_in的负极。

所述倍压增益电路包括n个倍压单元：第1个倍压单元、第2个倍压单元、第3个倍压单元……第n个倍压单元，每一个倍压单元由二极管D、电容C连接构成，第一端口①连接电容C一端，电容C另一端与二极管D阴极连接点构成第二端口②，二极管D阳极为第三端口③。

所述倍压增益电路：第1个倍压单元、第2个倍压单元、第3个倍压单元……第n个倍压单元， n为自然数，取值范围                                                ，即：第n个倍压单元的第一端口接第n－1个倍压单元的第三端口，第n个倍压单元的第三端口接第n－1个倍压单元的第二端口，以此类推，一直到第1个倍压单元。