[发明专利]一种多输入高增益DC/DC变换器

说明书

一种多输入高增益DC/DC变换器，相比现有的变换器，它具有多个输入端，且每个输入端电流均可控，后级高增益单元数可调，应用于不同的场合时，可灵活调节输入端口数和增益单元数，每增加一个增益单元数可提高1倍以上增益，其输出电压与输入电压的比值为其中D为占空比，m、n分别为输入端口数与增益单元数。可满足多种功率等级的高增益变换要求。而且输入端的输入电流和输出电压均可控，不存在不均流的问题，省去了大量传感器的控制和复杂化的控制策略设计。同时，与现有的高增益技术相比，本发明不存在耦合电感、不存在变压器，开关和二极管的电压应力也得到了降低，提高了变换器的整体工作效率。

技术领域

本发明涉及一种直流-直流变换器，具体涉及一种多路输入的高增益DC/DC变换器。

背景技术

日前，世界能源形势紧张，传统的化石能源日益枯竭，并且，因此而造成的环境压力也日益增大。针对这种状况，可再生能源以其安全、清洁、永续的特点逐步取代传统能源，而可再生能源发电系统通常需要多个发电单元组成，所需要的变换器数量也会增加。因此，在实现高增益的同时，为了简化电路结构、降低系统成本，研究多输入高增益DC/DC变换器对于实现高增益和变换器均流具有重要意义。

目前，实现高增益的变换器主要有三种：第一种，是利用开关电容在升压的同时降低功率器件的电压应力，如MMC技术，但该方法结构复杂，所需器件较多。第二种，是借助于变压器，在直流—直流的变换器中间加入一个高频变压器，通过增加变压器的变比来实现高增益，因此，该变换器由原来的直流—直流变为直流—交流—交流—直流变换器，降低了能量的转换效率。第三种，是利用耦合电感来实现高增益，但耦合电感的使用不仅会造成开关器件电压应力过高，而且会引起磁干扰，增加了变换器的工作损耗。

现有多输入DC/DC变换器大多是在基本的变换器基础上进行端口改进，难以实现高增益且各输入端电流难以控制，需要复杂的辅助电路和控制电路。

发明内容

为解决现有技术中变换器存在高增益与多路输入难以同时实现、各路输入电流难以控制等问题。本发明提供一种多路输入的高增益DC/DC变换器，该变换器根据不用的应用场合，可以调整输入端口数，且每一路输入电流和输出电压均可控。与传统接入多个变换器的方式相比，降低了电路复杂度，同时大大的降低了成本。

本发明采取的技术方案为：

一种多路输入的高增益DC/DC变换器，该变换器包含m个输入端，n个增益单元，m个功率开关S₁、S₂...S_m，m个电感L₁、L₂...L_m，n(m-1)+1个电容C₀、C₁₁、C₁₂、C₁₃...C_n,m-1，n(m-1)+1个二极管D₀、D₁₁、D₁₂、D₁₃、D_n,m-1；

m个输入端中，

第一电感L₁的输入端接输入电源1的正极，第一电感L₁的输出端接电容C₁₁的一端，在第一电感L₁和电容C₁₁的结点和输入电源1的负极之间接第一功率开关S₁，第一功率开关S₁源极接输入电源1的负极，第一功率开关S₁漏极与第一电感L₁和电容C₁₁的结点相连；