[发明专利]一种隔离型半准Z源直流升压变换器

说明书

本发明公开一种隔离型半准Z源直流升压变换器，属于发电、变电或配电的技术领域。该电路包括：第一电感、第四二极管、第四电容、第五二极管组成的第一级升压电路，第二电感、第一电容、第一二极管及三开关逆变器组成的第二级升压电路，变压器，第二电容、第三电容、第二二极管、第三二极管及负载组成的输出电路。整个电路结构简单，电源输入电流连续，结合了半准Z源网络的升降压特性，具有更高的输出电压增益，负载电流连续，具有直通和开路抗扰度，能够在直通状态下工作，且电路不存在启动冲击电流和开关管开通瞬间的冲击电流。

技术领域

本发明涉及电力电子电路技术，具体涉及一种隔离型半准Z源直流升压变换器，属于发电、变电或配电的技术领域。

背景技术

在如今蓬勃发展的电力电子变换技术中，为了将低电压转换为恒定的直流母线电压，人们提出并研究了许多升压DC-DC变换器。隔离型升压DC-DC变换器作为一种既能实现大升压比又能实现电气隔离的DC-DC变换拓扑，在可再生能源发电、分布式发电、储能系统以及通讯航天等领域具有广阔的应用前景。电流馈电全桥(CFFB,Current-Fed FullBridge)DC-DC变换器不仅具有升压功能，也适合于具有高阶电压增益的应用中，因此被广泛使用。然而传统的CFFB DC-DC变换器存在输出电压增益低、输入电流纹波大、开关器件电压应力尖峰大等缺点。因此，在基于CFFB的直流升压变换器中，如何改善输入电流纹波、提高输出电压增益、减少元件使用数量、降低损耗、减少有源和无源器件的电压电流应力以及降低系统的设计成本，一直以来都是国内外学者的研究热点。由于传统Boost变换器的升压能力有限，因此迫切需要开发新型高增益直流升压变换器。

阻抗源网络是一种由电感、电容和二极管构成的无源网络，比较常见的有Z源网络、准Z源网络和开关电感网络等，其具有的良好升压特性使得其在电力电子变换器拓扑构造方面得到了广泛应用。本申请旨在构造一种隔离型半准Z源直流升压变换器拓扑结构提高直流升压变换器的增益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供一种隔离型半准Z源直流升压变换器，实现变换器隔离高增益输出的发明目的，解决现有隔离型宽增益DC-DC变换器输出电压增益有待提高的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

隔离型半准Z源直流升压变换器，包括：第一电感、第四二极管、第二电感、第五二极管、第四电容、第一二极管、第一电容、三开关逆变器、变压器、倍压整流电路和负载。三开关逆变器由第一开关管与第二开关管串接组成的第一桥臂以及第三开关管组成的第二桥臂构成；倍压整流电路由第二二极管、第三二极管和第二电容、第三电容组成。第一电感、第四二极管、第四电容、第五电容组成第一升压电路，第二电感、第一电容、第一二极管及三开关逆变器组成第二升压电路，第二电容、第三电容、第二二极管、第三二极管及负载组成输出电路；

隔离型半准Z源直流升压变换器，其具体连接方式为：电压源的正极与第一电感的一端连接；第一电感的另一端与第四二极管的阳极以及第五二极管的阳极相连接；第四二极管的阴极与第四电容的正极、第二电感的一端相连接；第二电感的另一端与第五二极管的阴极、第三开关管的集电极、第一开关管的集电极以及第一电容的正极相连接；第一电容的负极与第一二极管的阳极以及第二开关管的发射极相连接；第三开关管的发射极与电压源负极、第四电容负极、第一二极管阴极以及变压器初级绕组的一端相连接；变压器初级绕组的另一端与逆变器第一桥臂的中点连接；变压器次级绕组的一端与第二二极管的阳极、第三二极管的阴极连接；变压器次级绕组的另一端与第二电容的负极板、第三电容的正极板连接；负载的一端与第二二极管的阴极、第二电容的正极板连接；负载的另一端与第三二极管的阳极、第三电容的负极板连接。