[发明专利]一种含有软开关的非隔离型高增益DC/DC变换器

说明书

一种含有软开关的非隔离型高增益DC/DC变换器，包含两个功率电感，两个功率开关，软开关辅助电路和倍增模块；所述软开关辅助电路由一个电容和两个二极管组成；所述倍增模块由多个倍增单元组成，倍增单元是由两个二极管和两个电容构成的具有四个端口的单元，上侧二极管的阳极作为第一端口，上侧二极管阴极与电容的节点作为第二端口，下侧电容与下侧二极管阳极的节点作为第三端口，下侧二极管阴极作为第四端口。本发明一种含有软开关的非隔离型高增益DC/DC变换器，实现了可调的高增益，倍增模块中每增加一个倍增单元，都可在原电路的增益基础之上增加两倍的基础增益。本发明电路拓扑简单，并且可以大幅降低开关器件的电压应力。

技术领域

本发明涉及一种DC/DC变换器，具体说是一种含有软开关的非隔离型高增益DC/DC变换器。

背景技术

在现有的技术中，基本的两相升压型高增益DC/DC变换器，结构相对简单，虽然能实现升压的功能，但是存在升压能力不够，开关器件电压应力过大，损耗大，效率不高，且升压能力不可调等问题，同时开关管在导通和关断过程中有显著的开关损耗导致工作效率不高，且在某些输入输出高增益的场合不能满足要求。因此，一些专家学者针对这些问题做了大量研究，并提出了相应的解决方案。非隔离型高增益DC/DC变换器在电动汽车、不间断电源系统、光伏与燃料电池发电并网系统等诸多领域得到了广泛的应用，它具备高增益的特点。但总的来说，对于现有的几种解决方案，如借助于变压器，在原有的DC/DC变换器中间加入一个高频的变压器，通过改变变压器变比实现高增益升压的目的，但该方案能量转换过程复杂，整个系统的能量转换效率低；利用开关电容，此种方案所需开关器件多，且控制及驱动电路实现复杂；采用耦合电感构建的拓扑，由于漏感的存在，开关器件电压应力较大，变换器损耗大。

发明内容

为解决变换器升压能力不够、工作效率不高、开关损耗较大、升压能力不可调等技术问题，本发明提供一种含有软开关的非隔离型高增益DC/DC变换器，通过软开关辅助电路的应用，使得功率开关S1、S2均实现了无损零电压关断，减少了开关损耗，提高了工作效率。其电路拓扑简单，可以大幅降低开关器件的电压应力。

本发明采取的技术方案为：

一种含有软开关的非隔离型高增益DC/DC变换器，包含两个功率电感L₁、L₂，两个功率开关S₁、S₂，软开关辅助电路。

第一电感L₁、第二电感L₂的输入端均接输入电源V_in的正极，第一电感L₁、第二电感L₂的输出端分别接第一功率开关S₁的漏极、第二功率开关S₂的漏极，第一功率开关S₁、第二功率开关S₂的源极接输入电源V_in的负极，第一功率开关S₁、第二功率开关S₂的栅极分别接各自的控制器；

软开关辅助电路包括二极管D₁、二极管D₂、电容C₁；二极管D₁、二极管D₂串联，电容C₁的上端与二极管D₁、D₂串联的节点相连，第一电感L₁的输出端接二极管D₁的阳极，第二电感L₂输出端接电容C₁的下端、然后再与二极管D1a的阳极相接，二极管D₂的阴极接二极管D_1a的阴极；

电容C_1a、C_1b串联，电容C_1a上端与二极管D₁、D_1a并联节点相连，电容C_1b下端与D_1b阳极相接；