[发明专利]一种基于有源网络的高增益直流变换器拓扑结构

说明书

本发明涉及直流变换器领域，具体涉及一种基于有源网络的高增益直流变换器拓扑结构，包括：输入源、四个电感、两个功率开关管、二个二极管、三个电容单元、一个输出二极管、一个输出滤波电容和负载电阻；其中变换器前级为两个电感和功率开关管构成的有源网络Boost结构，后级为电感、电容和二极管构成的升压单元。本发明在不增加电容数量的基础上，通过合理变换升压单元中电容的位置来推导高增益变换器的拓扑构成，丰富了高增益直流变换器的拓扑种类；同时，直流变换器可以完成光伏电池到并网逆变器所需直流母线之间的高增益升压任务，并且具有功率器件电压应力小、控制简单。

技术领域

本发明涉及直流变换器领域，具体涉及一种基于有源网络的高增益直流变换器拓扑结构。

背景技术

随着能源危机和环境污染，太阳能、燃料电池等成为世界能源结构的主要部分。但光伏、燃料电池等新能源发电单体的输出电压远低于可并网所需的直流母线电压，通常需要一个高增益升压DC-DC变换器作为接口电路。

传统的Boost变换器只能应用在电压增益小于8的场合，升压能力受限。为提高电压增益，现有技术中提出了多种非隔离高增益直流变换器拓扑结构。其一是利用变换器的多级级联可实现高增益升压，但却需要多套开关器件和控制电路，结构复杂，能量的二次传递也降低了整机的可靠性。其二是通过调整耦合电感的耦合系数来提高电压增益，但是漏电感会带来电压尖峰和电磁干扰问题。其三利用有源网络中电感的并联充电和串联放电也可实现，并且电路结构简单，两个开关管的驱动信号也一致，应用较多。第四种是融合电感-二极管和电容-二极管技术，通过引入不同结构和数量的电感-电容-二极管升压单元实现增益的升高，电路具有易扩展性，研究价值较高。但是现有的基于电感-电容-二极管的高增益直流变换器技术中只是提出单一拓扑或者通过增加电容的数量来扩展拓扑的个数，没有以电容单元中电容的位置变换为出发点来推导高增益变换器的拓扑构成。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于有源网络的高增益直流变换器拓扑结构，具有结构简单、控制方便、高电压增益、开关器件电压应力小。

为实现上述技术，本发明提供如下技术方案：