[实用新型]磁集成开关电感双输入升压变换器有效

专利信息
申请号: 202022922140.8 申请日: 2020-12-08
公开(公告)号: CN214429457U 公开(公告)日: 2021-10-19
发明(设计)人: 吴琨;李卫民;王军;李云陟;齐楠 申请(专利权)人: 国网辽宁省电力有限公司锦州供电公司;国家电网有限公司
主分类号: H02M3/158 分类号: H02M3/158
代理公司: 锦州辽西专利事务所(普通合伙) 21225 代理人: 李辉
地址: 121000 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 集成 开关 电感 输入 升压 变换器
【说明书】:

一种磁集成开关电感双输入升压变换器,在保证较高电压增益的同时,具有较低的功率器件应力,改善了电流纹波和稳定性。包括两路具有开关电感的Boost变换器,第一路Boost变换器包括开关管S1、由电感L3和L4以及二极管D1、D2和D3组成的开关电感单元,第二路Boost变换器包括开关管S2、由电感L1和L2以及二极管D5、D6和D7组成的开关电感单元,其在二极管D7负极和电感L2出端的结点连接二极管VD3和电容C2,电容C2负极与二极管D7负极和电感L2出端的结点连接,电容C2正极连接二极管VD4,二极管VD3负极和二极管VD4正极连接后通过电容C3与开关管S1的源极连接,电容C2正极通过二极管VD2与二极管VD1正极连接。

技术领域

实用新型涉及一种磁集成开关电感双输入升压变换器,属于升压变换器领域。

背景技术

全球能源紧张为人类敲响的警钟使新能源的开发和利用迫在眉睫,然而新能源自身却带有一定局限性,新能源联合供电系统应运而生,目前新能源中的太阳能和热能所组成的联合供电系统已得到应用,但新能源系统存在较低前级输出电压,导致无法直接满足负载和电网发电的问题,基于磁集成单元开关电感代替传统Boost变换器中单一储能电感的思想提出了一种改进型的双输入高增益Boost变换器,该变换器具有较高电压增益和低电压应力,并针对单元开关电感含有多个分立电感,导致变换器体积增大且输出电流纹波恶化的问题,利用平面磁集成技术对开关电感进行耦合设计,有效降低了变换器电感电流纹波,提高了转换效率。CN108768163A公开了一种双输入高增益boost变换器,其虽然提出了开关电感的思想,减小了分立电感的体积,提高了效率,但只对传统变换器电感进行简单的替换,并未对开关电感进行磁集成耦合,且电压增益并不理想。

实用新型内容

本实用新型是要解决现有技术存在上述问题,提供一种磁集成开关电感双输入升压变换器。该变换器在保证较高电压增益的同时,具有较低的功率器件应力,结合平面磁集成技术对开关电感进行耦合研究,减小了磁件体积,改善了电流纹波,提高变换器的稳定性。

本实用新型的技术解决方案是:一种磁集成开关电感双输入升压变换器,包括直流输入电源U1、直流输入电源U2、两路具有开关电感的Boost变换器,第一路Boost变换器包括开关管S1、由电感L3和L4以及二极管D1、D2和D3 组成的开关电感单元,第二路Boost变换器包括开关管S2、由电感L1和L2以及二极管D5、D6和D7组成的开关电感单元,电感L1与电感L2正向耦合,电感 L3与电感L4正向耦合,电感L1、L2与电感L3、L4反向耦合,直流输入电源U1和直流输入电源U2的负极连接系统地,电感L3、二极管D3和开关管S1串联在所述直流输入电源U1正极和系统地之间,串联的电感L3和整流二极管D3两端并联二极管D1和电感L4,二极管D2连接在二极管D1负极和二极管D3正极端之间,二极管D3的负极和电感L4出端的结点经过串联的电容C1和二极管VD1 后并联电容C0和电阻R,电容C0和电阻R的出端连接系统地,电感L1、二极管D7和开关管S2串联在直流输入电源U2的正极和系统地之间,串联的电感 L1和二极管D7两端并联二极管D5和电感L2,二极管D6连接在所述二极管D5 负极和二极管D7正极之间,其特殊之处是:在二极管D7负极和电感L2出端的结点连接正接的二极管VD3和反接的电容C2,电容C2负极与二极管D7负极和电感L2出端的结点连接,电容C2正极连接反接的二极管VD4,二极管VD3负极和二极管VD4正极连接后通过正接的电容C3与开关管S1的源极连接,电容 C2正极通过正接二极管VD2与二极管VD1正极连接。

进一步地,所述磁集成开关电感双输入升压变换器还设有控制器,所述控制器二个输出端分别与开关管S1的栅极和开关管S2的栅极连接。

进一步地,所述控制器为单片集成函数信号发生器。

进一步地,所述单片集成函数信号发生器采用ICL8038模块。

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