[实用新型]一种非隔离型高增益DC/DC变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直流-直流变换器，具体说是一种非隔离型高增益DC/DC变换器。

背景技术

在现有技术中，基本的两相升压型高增益DC/DC变换器，存在升压能力不够，开关器件电压应力过大，损耗大，效率不高，且升压能力不可调等问题，且在某些输入输出高增益的场合不能满足要求，如光伏电池并网。因此，一些专家学者针对这些问题做了大量研究，并提出了相应的解决方案。总的来说有三种方案，第一借助于变压器，在原有的直流-直流变换器中间加入一个高频的变压器，通过改变变压器变比实现高增益升压的目的，但该方案能量转换过程复杂，整个系统的能量转换效率低；第二利用开关电容，此种方案所需开关器件多，且控制及驱动电路实现复杂；第三采用耦合电感构建的拓扑，由于漏感的存在，开关器件电压应力较大，变换器损耗大。

发明内容

为解决变换器升压能力不够，工作效率不高，升压能力不可调等技术问题。本实用新型提供一种非隔离型高增益DC/DC变换器，输入电流纹波小且同时具有高增益能力；不含有变压器和耦合电感，EMI特性好，电路拓扑简单，控制系统设计和实现难度均较低。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种非隔离型高增益DC/DC变换器，包含第一电感L1、第二电感L2、两个功率开关S1、S2和n个倍压单元，第一电感L1和第二电感L2的输入端同时接输入电源的正极，第一电感L1和第二电感L2的输出端分别接第一功率开关S1和第二功率开关S2的漏极，第一功率开关S1和第二功率开关S2的源极接输入电源的负极；两个功率开关S1、S2的栅极分别接各自的控制器；

第一电感L1的输出端接第一倍压单元的第一端口，同时与所有偶次倍压单元的上下两个电容之间的节点相连，第n个倍压单元的第二端口作为变换器输出端的正极，第n个单元的第三端口作为变换器输出端的负极；第二电感L2的输出端接第一倍压单元的第四接口，同时与所有奇次倍压单元的上下两个电容之间的节点相连；

n个倍压单元按顺序从左到右依次相连，即第一个倍压单元的第二端口接第二个倍压单元的第一端口，第一个倍压单元的第三端口接第二个倍压单元的第四端口；第二个倍压单元的第二端口接第三个倍压单元的第一端口，第二个倍压单元的第三端口接第三个倍压单元的第四端口；以此类推，一直到第n个倍压单元；

各功率开关的栅极分别接各自的控制器；

n为自然数，取值范围为n≥1。

所述倍压单元是由两个二极管和两个电容构成的具有四个端口的单元，上侧二极管的阳极作为第一端口，上侧二极管阴极与电容的节点作为第二端口，下侧电容与下侧二极管阳极的节点作为第三端口，下侧二极管阴极作为第四端口。

所述非隔离型高增益升压变换器，其控制方式为各相功率开关采用交错控制策略；即每相开关驱动相位之间相差180°。

相比现有技术，本实用新型一种非隔离型高增益DC/DC变换器，具有如下有益效果：

1）、本实用新型加入倍压单元组成高增益升压网络，实现了2n倍于基本Boost升压变换器的输入输出电压增益。

2）、电路中开关器件的电压应力大幅降低。

3）、与现有的高增益升压变换器相比，不含有变压器和耦合电感，EMI特性好，电路拓扑简单，控制系统设计和实现难度均较低。

4）、变换器可根据具体应用场合的不同而设计采用不同数量的倍压单元，扩展了变换器的应用场合。

附图说明

图1是本实用新型实施方式含有n个倍压单元时的一般电路原理图。

图2即为本实用新型具体实施方式含四组倍压单元的电路原理图。

图3是本实用新型中所采用的单一倍压单元电路图。

图3中：①-第一端口，②-第二端口，③-第三端口，④-第四端口。

具体实施方式

一种非隔离型高增益DC/DC变换器，包含第一电感L1、第二电感L2、两个功率开关S1、S2和n个倍压单元，第一电感L1和第二电感L2的输入端同时接输入电源的正极，第一电感L1和第二电感L2的输出端分别接第一功率开关S1和第二功率开关S2的漏极，第一功率开关S1和第二功率开关S2的源极接输入电源的负极；两个功率开关S1、S2的栅极分别接各自的控制器；