[发明专利]一种基于耦合电感的叠加型变换器及其控制方法

说明书

本发明涉及变换器技术领域，具体涉及一种基于耦合电感的叠加型变换器及其控制方法，叠加型变换器包括输入模块和耦合电感模块，第一二极管的正极与第二电容的第二端连接，第一二极管的负极与第一电容的第一端连接；第一初级绕组的第一端、第二初级绕组的第一端与电源的正极连接，第一初级绕组的第二端与第一二极管的正极连接；第一次级绕组、第二次级绕组与输出模块连接；第三电感的第一端与第一二极管的负极连接，第三电感的第二端与第一开关管的第一端连接；第二开关管的第一端与第二初级绕组的第二端连接；第一开关管的第二端、第二开关管的第二端与电源的负极连接。该变换器能有效降低开关管的电流应力和电压应力。

技术领域

本发明属于变换器技术领域，具体涉及一种基于耦合电感的叠加型变换器及其控制方法。

背景技术

传统的升压变换器的升压倍数不足，而且在极限占空比下难以获得较高的电压增益，随着工业应用对变换器的要求越来越高，现发展出不同升压结构和方法解决以上问题；如级联型升压变换器将两个升压电路前后级联，前级变换器的输出作为后级变换器的输入，输出电压增益为两级变换器的乘积，非极限占空比下可获得高增益电压输出；但级联型变换器的前级元器件电流应力大，后级开关管电压应力高，对两级变换器开关管的驱动控制难度高、成本高、损耗大；因此，需提供一种使开关管的电流应力和电压应力小的变换器。

发明内容

本发明针对现有的升压变换器电流应力大、电压应力高的问题，提供一种基于耦合电感的叠加型变换器及其控制方法。

本发明的第一方面，提供一种基于耦合电感的叠加型变换器，包括电源、输入模块、耦合电感模块和输出模块；

耦合电感模块包括第一耦合电感和第二耦合电感，第一耦合电感包括第一初级绕组和第一次级绕组，第二耦合电感包括第二初级绕组和第二次级绕组；第一初级绕组的第一端与电源的正极连接；第二初级绕组的第一端与电源的正极连接；第一次级绕组和第二次级绕组分别与输出模块连接；

输入模块包括第一电容、第二电容、第一二极管、第一开关管、第二开关管和第三电感；第一二极管的正极与第一初级绕组的第二端、第二电容的第二端连接，第一二极管的负极与第一电容的第一端连接，第一电容的第二端与电源的负极连接；第三电感的第一端与第一二极管的负极连接，第三电感的第二端与第一开关管的第一端、第二电容的第一端连接；第二开关管的第一端与第二初级绕组的第二端连接；第一开关管的第二端、第二开关管的第二端分别与电源的负极连接。

可选的，还包括钳位模块，所述钳位模块包括第三电容、第四电容、第二二极管、第三二极管、第四二极管和第五二极管；

所述第三电容的第二端与第二初级绕组的第二端连接，第三电容的第一端与第二二极管的负极、第四二极管的正极连接，第二二极管的正极与第一开关管的第一端连接，第二二极管的正极、第四二极管的负极与输出模块连接；

所述第四电容的第一端与第二开关管的第一端连接，第四电容的第二端与第三二极管的正极、第五二极管的负极连接，第三二极管的负极与第二开关管的第二端连接，第五二极管的正极与输出模块连接。

可选的，所述输出模块包括第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第六二极管、第七二极管和输出负载；

所述第五电容的第一端与第八电容的第二端连接，第八电容的第一端与输出负载的第一端连接；第五电容的第二端与第六电容的第一端连接，第六电容的第二端与输出负载的第二端连接；

第六二极管的正极与第五电容的第一端连接，第六二极管的负极与第七二极管的正极连接，第七二极管的负极与第八电容的第一端连接；

第一次级绕组、第二次级绕组和第七电容串联后，并接于第六二极管的两端；

第四二极管的负极与第五电容的第一端连接，第二二极管的正极与第六电容的第一端连接，第五二极管的正极与第六电容的第二端连接。