[发明专利]一种基于抽头电感的升压直流变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及直流功率变换器技术领域，特别是涉及一种基于抽头电感的升压直流变换装置。

背景技术

随着光伏发电、燃料电池等分布式发电系统的发展和普及，升压直流变换器(即DC-DC变换器)越来越受到重视。

现有技术中，普遍使用的升压直流变换器Boost变换器，理论上，当Boost变换器的占空比足够大时可以达到很高的电压增益，但在实际应用中由于器件的电压电流压力和损耗的限制，Boost变换器的占空比通常不会大于0.8。除此之外，为获得高电压增益，可以利用级联型Boost变换器来实现提高升压比，但级联型Boost变换器属高阶变换器，它的动态模型和控制策略尚不成熟。再有，就是利用具有高匝数比的变压器或耦合电感来实现，但高匝数比变压器和耦合电感的设计较难且损耗很大。

有鉴于此，提供一种电路结构简单、灵活、体积小的升压直流变换器，并能够达到较高升压比，是当前本领域技术人员需要考虑和解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于抽头电感的升压直流变换装置，能够达到较高升压比，并且电路结构简单、灵活，体积小。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于抽头电感的升压直流变换装置，包括电路单元和开关管；

所述电路单元包括第一电容、第二电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管和电感，所述第一二极管和所述第二二极管依次串联，且并联在所述第一电容的两端，所述第一电容一端作为输入端正极，另一端作为输出端；

所述电感一端与所述第一电容作为输入端正极的一端连接，另一端与所述第二电容一端连接，抽头端与所述第三二极管正极连接，所述第二电容另一端与所述第一二极管和所述第二二极管之间连接点连接，所述第三二极管负极与所述开关管的漏极连接；

所述开关管的源极作为输入端负极，栅极用于输入控制所述开关管开通或者关断的控制信号。

可选地，包括第一组至第N组所述电路单元，第一组至第N组所述电路单元的第一电容依次串联，第一组电路单元的第一电容与输入电源正极连接，每一组所述电路单元的第三二极管负极与所述开关管的漏极连接，作为输入端负极的所述开关管的源极与输入电源负极连接，N为大于零的正整数。

可选地，还包括M个负载，M为大于零的正整数且M∈[1，N]，每一负载的一端与任意一个所述电路单元的输出端连接，另一端与输入电源负极连接。

可选地，向所述开关管的栅极输入控制所述开关管高频切换开通和关断的控制信号，所述电路单元的电感工作在电流连续模式。

可选地，向所述开关管的栅极输入控制所述开关管关断的控制信号，所述电路单元的电感工作在电流断续模式。

可选地，还包括与所述开关管的栅极连接的、用于向所述开关管的栅极输入脉宽调制波的控制器。

可选地，所述开关管包括N沟道场效应晶体管、P沟道场效应晶体管或者绝缘栅双极型晶体管。

由上述技术方案可知，本发明所提供的升压直流变换装置，当开关管开通时，第二二极管截止，输入电源输入的电压通过开关管、第三二极管施加在电感的第一端与抽头端之间的线圈上，同时电感第二端与抽头端之间的线圈产生感应电动势，通过第三二极管、开关管以及输入电源、第一二极管向第二电容充电；当开关管关断时，第一二极管和第三二极管截止，电感的整个线圈与第二电容串联，向第一电容放电。控制开关管高频切换开通状态和关断状态，使电感工作在连续电流状态下，所述升压变换装置将输入电源输入的电压经过电压变换输出给负载。本发明基于抽头电感的升压直流变换装置，能够达到较高升压比，并且电路结构简单、灵活，体积小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于抽头电感的升压直流变换装置的电路示意图；

图2为图1所示升压直流变换装置开关管导通时的工作模态图；

图3为图1所示升压直流变换装置开关管关断时的工作模态图；

图4为本发明又一实施例提供的一种基于抽头电感的升压直流变换装置的电路示意图；

图5为本发明又一实施例提供的一种基于抽头电感的升压直流变换装置的电路示意图；

图6为图1所示升压直流变换装置开关管关断时电感电流为零时的工作模态图。

具体实施方式