[发明专利]一种三电感高增益Boost变换器

说明书

本发明公开了一种三电感高增益Boost变换器，变换器的直流电源正极与输入滤波电容正极、第一电感一端、第二二极管阳极、第四二极管阳极连接；第一电感另一端与第一二极管阳极、第一电容负极连接；第一二极管阴极与第二电感一端、第二二极管阴极连接；第二电感另一端与第三二极管阳极、第二电容负极连接；第二电容正极与第四二极管阴极、第三电感一端连接；第三电感另一端与第一电容正极、第三二极管阴极、第五二极管阳极、开关管漏极连接；第五二极管阴极与输出滤波电容正极、直流负载一端连接；直流负载另一端与输出滤波电容负极、开关管源极、输入滤波电容负极、输入电源负极相连。

技术领域

本发明属于DC-DC升压变换器技术领域，具体涉及一种三电感高增益Boost变换器。

背景技术

近年来，环境污染和能源短缺问题引起了全世界的高度关注。为此，太阳能、风能等无污染且可再生能源得到了快速的发展。然而，燃料电池、光伏电池等可再生能源发电单元的端电压较低且变化范围较宽。因此，分布式可再生能源并网发电系统普遍采用直流升压变换器级联电压型逆变器的两级式结构。目前，非隔离并网逆变器的漏电流抑制策略日益成熟，电气安全问题已经得到完美解决。而且，相较于隔离型变换器，非隔离型变换器具有体积小、成本低、损耗小的优点。因此，采用非隔离型升压变换器作为可再生能源接口变换器更具有优势。

Boost变换器是应用最为广泛的非隔离型升压变换器。其输入电流连续，结构简单，但实际电压增益受电路寄生参数的影响存在极大值，通常一般低于5，且系统效率严重下降。为此，近年来，各种非隔离型高增益Boost变换器继被报道。基于耦合电感的Boost变换器可以通过改变耦合电感绕组匝比来获得较高的电压增益，但是由于漏感能量难以有效回收，变换效率通常较低。基于开关电感的Boost变换器通过控制开关管的关断和导通来改变电感的连接方式，从而获得较高的电压增益；但是作为可再生能源接口变换器时，其升压能力略显不足。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种三电感高增益Boost变换器，其只采用一个开关管，控制简单；电压增益为2/(1-D)²，可以在较小占空比条件下取得极大的电压增益；由两个输入电感共同分摊输入电流，故电感的电流应力下降，可以选用较小的磁芯。因此，所发明的高增益变换器具有较低的成本、较高的变换效率和极强的升压能力，特别适用于可再生能源发电系统。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案如下：

一种三电感高增益Boost变换器，包括直流电源U_in；所述直流电源U_in的正极分别连接输入滤波电容C_in的正极、第一电感L₁的一端、第二二极管D₂的阳极、第四二极管D₄的阳极；所述第一电感L₁的另一端分别连接第一二极管D₁的阳极、所述第一电容C₁的负极；所述第一二极管D₁的阴极分别连接所述第二电感L₂的一端、所述第二二极管D₂的阴极；所述第二电感L₂的另一端分别连接所述第三二极管D₃的阳极、所述第二电容C₂的负极；所述第二电容C₂的正极分别连接所述第四二极管D₄的阴极、所述第三电感L₃的一端；所述第三电感L₃的另一端分别连接所述第一电容C₁的正极、所述第三二极管D₃的阴极、所述第五二极管D₅的阳极、所述开关管S的漏极；所述第五二极管D₅的阴极分别连接所述输出滤波电容C_o的正极、所述直流负载R的一端；所述直流负载R的另一端分别连接所述输出滤波电容C_o的负极、所述开关管S的源极、所述输入滤波电容C_in的负极、所述输入电源U_in的负极。