[发明专利]一种双开关高升压比PWM直流变换器

说明书

本发明公开了一种双开关高升压比PWM直流变换器，包括Buck‑Boost单元，开关电容单元和负载，Buck‑Boost单元包括电感、主电容和两个互补导通的开关管，开关电容单元包括电容和二极管，可见本发明将两个互补导通的开关作为开关，通过增加或减少开关电容单元来调整增益，可以将多个结构简单的开关电容单元进行组合，从而获得需要的增益值，比现有的功率变换器更加灵活。

技术领域

本发明涉及直流功率变换器技术领域，特别涉及一种双开关高升压比PWM直流变换器。

背景技术

随着分布式发电和分布式储能的发展和普及，高升压比DC-DC功率变换器越来越受到重视。实现高升压比变换器的最简单方案是利用具有高匝数比的变压器或耦合电感来实现，但是如何设计高性能的高匝数比变压器和耦合电感给这一解决方案带来了难题。虽然可以利用级联型DC-DC变换器来实现升压比，但基本的级联型Boost或Buck-Boost，即变换器升降压式变换电路，具有结构复杂和控制较难的问题。理论上，当Boost或Buck-Boost变换器的占空比足够大时可以达到很高的电压增益。但实际应用中由于效率可开关管压力的限制，变换器的占空比通常不会大于0.8，因此这一设想也是不现实的。此外，可以利用开关电容网络来实现高升压比，但开关电容变换器在电压调制方面存在天然的缺陷。

综上所述，如何设计出一款简单灵活的高增益升压变换器是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双开关高升压比PWM直流变换器，具有简单灵活的技术效果。其具体方案如下：

一种双开关高升压比PWM直流变换器，包括Buck-Boost单元，第一开关电容单元和负载，所述Buck-Boost单元包括直流电压源、电感器、主电容器、第一开关管和第二开关管，其中，所述主电容器具有正极和负极，所述电感器的一端同时与所述直流电压源的正极和所述主电容器的负极连接，另一端同时与所述第一开关管的漏极和所述第二开关管的源极连接，所述第一开关管的源极与所述直流电压源的负极连接，所述第二开关管的漏极与所述主电容器的正极连接。

优选的，所述第一开关电容单元包括第一电容器、第二电容器、第一二极管和第二二极管，其中，所述第一电容器和所述第二电容器均包括正极和负极，所述第二电容器的正极同时与所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阳极连接，所述第一二极管的阳极与所述第一电容器的负极连接，所述第二二极管的阴极与所述第一电容器的正极连接；

所述负载的一端与所述直流电压源的负极连接，另一端与所述第一电容器的正极连接。

优选的，所述第一开关电容单元的数量为n，其中，n为正整数。

优选的，所述第一开关电容单元的连接方式包括：

第i个所述第一开关电容单元中的第一电容器的正极与第i+1个所述第一开关电容单元的第一电容器的负极连接，第i个所述第一开关电容单元中的第二电容器的负极同时与所述Buck-Boost单元的所述第一开关管的漏极和所述第二开关管的源极连接，

其中，i为小于或等于n-1的正整数，第一个所述第一开关电容单元中的第一电容器的负极与所述Buck-Boost单元中的主电容器的正极连接。

优选的，所述第一开关管和所述第二开关管互补导通。

优选的，所述双开关高升压比PWM直流变换器还包括第一谐振电感，

其中，所述第一谐振电感器的一端同时与所述第一开关管的漏极和所述第二开关管的源极连接，所述第一谐振电感器的另一端同时与所述第二电容器的负极连接。

优选的，所述双开关高升压比PWM直流变换器还包括第二谐振电感器；