[发明专利]一种新型Trans-Z源升压变换器

说明书

技术领域

本发明涉及DC/DC变换器领域，具体涉及一种新型Trans-Z源升压变换器。

背景技术

近年来，随着化石能源的日益枯竭，世界各国都在大力开发新型可再生清洁能源，如太阳能、燃料电池和风能等。但光伏、燃料电池等输出的电压很低，一般需要经过DC/DC变换器升压，再经过逆变器并网。然而许多升压DC/DC变换器受到占空比、生热和损耗的限制，无法实现大幅度的升压，如反激变换器，其电压增益为n为变压器匝比，D为占空比，但由于变压器等的寄生参数的影响，其增益受到限制；又如Trans-Z源变换器，其电压增益为较反激变换器有了一定的提高，但受寄生参数的影响，其增益仍受到限制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种新型Trans-Z源升压变换 器。

本发明电路中具体包括直流输入电源V_in、第一电感、第一电容、第一二极管、第二 电容、第二电感、第四电容、第二二极管、第三电容、匝比为1:n的变压器、开关管、第三二极 管、输出电容和负载。

本发明电路具体的连接方式为：所述直流输入电源V_in的正极与第一电感的一端和 第一电容的一端连接。所述第一电感的另外一端与第一二极管的阳极和第二电容的一端连 接。所述第一二极管的阴极与第一电容的另外一端和第二电感的一端连接。所述第二电容 的另外一端与第二电感的另外一端、第四电容的一端和第二二极管的阳极连接。所述第二 二极管的阴极与变压器副边的同名端连接。所述变压器副边的异名端与第三电容的一端和 变压器原边的同名端连接。所述变压器原边的异名端与第四电容的另外一端、开关管的漏 极和第三二极管的阳极连接。所述第三二极管的阴极与输出电容的一端和负载的一端连 接。所述输出电容与负载并联。所述直流输入电源V_in的负极与第一电容的另外一端、开关管 的源极、输出电容的另外一端和负载的另外一端连接。

本发明电路具有的优势为：相比于传统的反激变换器(其输出电压为)和Trans-Z源变换器(其输出电压为)等DC/DC变换器，在相同的占空比和输入电压的情况下，具有更高的输出电压，输出电压为在相同的输入电压和输出电压条件下，本发明电路只需要较小的占空比就可以将低等级电压升至高等级的电压，而且输入输出共地等，因此本发明电路具有很广泛的应用前景。

附图说明

图1为一种采用开关电感的Trans-Z源变换器结构图。

图2为一个开关周期主要元件的电压电流波形图。

图3a、图3b为一个开关周期内电路模态图。

图4为提出的电路、反激变换器和Trans-Z源变换器的增益V_out/V_in随占空比D变化 的波形图。

具体实施方式

为以下结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述说明，但本发明的实施方 式不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程或参数，均是本领域技术人员可 参照现有技术理解或实现的。

本发明的基本拓扑结构和各主要元件电压电流参考方向如图1所示。为了分析方 便，电路结构中的器件均视为理想器件。开关管S的驱动信号v_GS、第一二极管D₁电流i_D1、第二 二极管D₂电流i_D2、第三二极管D₃电流i_D3、第一电感L₁电流i_L1、第二电感L₂电流i_L2、变压器T的 励磁电感L_m电流i_Lm、第一电容C₁电压V_C1、第二电容C₂电压V_C2、第三电容C₃电压V_C3和第四电容 C₄电压V_C4的波形图如图2所示。