[发明专利]一种高增益升压直流变换器

说明书

本发明公开了一种高增益升压直流变换器，包括直流电压源、可控开关、负载及n个电容‑电感‑二极管CLD单元；各个CLD单元中的电容的第一端与电感的第一端连接，电感的第二端分别与第一二极管的阳极和第二二极管的阳极连接，第二二极管的阴极与电容的第二端连接；各个第一二极管的阴极均与可控开关的第一端连接；各个电容串联；直流电压源的正极与第1个CLD单元中的电容的第一端连接，其负极分别与负载的第一端和可控开关的第二端连接，负载的第二端与第n个CLD单元的电容的第二端连接，可控开关的控制端接脉冲信号；该变换器的电压增益为1/(1‑d)ⁿ，其中，d为可控开关的导通占空比。本发明的电路结构简单、灵活，易于实现。

技术领域

本发明涉及直流变换器技术领域，特别是涉及一种高增益升压直流变换器。

背景技术

随着光伏发电和电池储能系统的发展和普及，高增益升压直流变换器的应用越来越广泛。目前，常见的的高增益升压直流变换器是利用耦合电感来实现的，但是，由于耦合电感在漏感和电阻损耗方面很难控制，使得耦合电感的设计复杂，并且当耦合电感的原副线圈具有较高的匝数比时，耦合电感的设计会更加复杂。

请参照图1，图1为现有的一种带耦合电感的高增益直流变换器的结构示意图。现有技术中的高增益直流变换器中采用了耦合电感、电感线圈L₁和电感线圈L_r，并且该高增益直流变换器的电压增益为2(2+N)/(1-d)²，其中，N为耦合电感的副边(n₂)与原边(n₁)的匝数比，d为可控开关Q的导通占空比。由上述可知，当开关管Q的导通占空比一定时，现有技术中的高增益直流变换器的电压增益与耦合电感的原副线圈的匝数比有关，且根据耦合电感本身的缺点可知耦合电感的原副线圈的匝数比越高其设计就越复杂，又因为耦合电感、电感线圈L₁和电感线圈L_r的类型不同使得电路设计更加复杂，最终导致现有技术中的高增益直流变换器的电路结构复杂、不易实现。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的高增益升压直流变换器成为本领域的技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高增益升压直流变换器，本发明将电路结构模块化，使电路的结构简单、灵活，易于实现。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高增益升压直流变换器，包括直流电压源、可控开关、负载以及n个电容-电感-二极管单元，即CLD单元，n为不小于2的整数，每个所述CLD单元均包括电容、电感、第一二极管和第二二极管，其中：

各个所述CLD单元中的所述电容的第一端与所述电感的第一端连接，所述电感的第二端分别与所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述电容的第二端连接；各个所述CLD单元中的各个所述第一二极管的阴极同时与所述可控开关的第一端连接；各个所述CLD单元中的各个所述电容串联；所述直流电压源的正极与第1个所述CLD单元中的所述电容的第一端连接，所述直流电压源的负极分别与所述负载的第一端和所述可控开关的第二端连接，所述负载的第二端与第n个所述CLD单元的所述电容的第二端连接，所述可控开关的控制端接脉冲信号；所述高增益升压直流变换器的电压增益为1/(1-d)ⁿ，其中，d为所述可控开关的导通占空比。

优选的，所述可控开关为NMOS，所述NMOS的漏极作为所述可控开关的第一端，所述NMOS的源极作为所述可控开关的第二端，所述NMOS的栅极作为所述可控开关的控制端。

优选的，所述可控开关为PMOS，所述PMOS的源极作为所述可控开关的第一端，所述PMOS的漏极作为所述可控开关的第二端，所述PMOS的栅极作为所述可控开关的控制端。

优选的，各个所述CLD单元中的各个所述电容为容值不同的电容。