[发明专利]基于不对称升压单元的级联型升压变换器

说明书

技术领域

本发明涉及升压变换器，特别是涉及一种基于不对称升压单元的级联型升压变换器。

背景技术

随着传统化石能源的日趋枯竭和人类生存环境的日益恶化，清洁型的可再生能源的发展已经到了迫在眉睫的地步，世界各国都在致力于研究和开发新能源的应用，其中太阳能和风能已经得到了较为广泛的应用。不过对于这些系统，如何并网运行、满足电网中的高电压需要仍然是最重要的问题。目前，大量的升压转换器被开发出来满足这些应用，在不同的转换器中，传统的BOOST变换器理论上可以通过提高占空比来提高电压增益。但是实际应用中，由于寄生参数的限制，无法实现非常高的电压增益。若采用级联型的拓扑结构，器件数量增加所带来的效率不高的问题又会凸显。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够提高效率和增益比的基于不对称升压单元的级联型升压变换器。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的基于不对称升压单元的级联型升压变换器，包括输入电源V_in，输入电源V_in的正极连接电感L₁的一端，电感L₁的另一端分别连接续流二极管D₁的阳极和续流二极管D₂的阳极，续流二极管D₁的阴极分别连接耦合电感原边绕组L₂的同名端、电容C₁的一端和电容C₂的一端，耦合电感原边绕组L₂的异名端分别连接耦合电感副边绕组L₃的同名端、续流二极管D₂的阴极和开关管S的漏极，耦合电感副边绕组L₃的异名端分别连接续流二极管D₄的阳极和电容C₃的一端，续流二极管D₄的阴极分别连接续流二极管D₃的阳极和电容C₂的另一端，续流二极管D₃的阴极分别连接整流二极管D_o的阳极和电容C₃的另一端，整流二极管D_o的阴极分别连接输出电容C_o的一端和负载电阻R的一端，输出电容C_o的另一端、负载电阻R的另一端、开关管S的源极以及电容C₁的另一端均连接输入电源V_in的负极。

进一步，还包括钳位二极管D_b，钳位二极管D_b的阳极连接耦合电感副边绕组L₃的异名端，钳位二极管D_b的阴极连接续流二极管D₄的阳极。钳位二极管D_b能够吸收漏感的能量，并用来提高第二个升压电容的电压。

进一步，还包括钳位电容C_b，钳位电容C_b的一端连接开关管S的漏极，钳位电容C_b的另一端连接钳位二极管D_b的阴极。钳位电容C_b能够解决在电源开关关断时，漏电感器中存储的能量不及时释放，导致半导体器件的电压和电流处于谐振状态的问题。

有益效果：本发明公开了一种基于不对称升压单元的级联型升压变换器，与现有技术相比，具有以下的有益效果：

1)采用了不对称结构的升压单元，相比较与对称结构的升压单元，随着占空比的增加，该转换器具有优越的升压性能，减少了变换器对器件数量的要求。；

2)对基本的不对称结构的电压倍增单元进行了扩展，极大的提高了变换器的升压能力，有效的降低了输出二极管的电压应力，因此，该转换器可以很好地实现高电压转换比和效率，有效的降低了输出二极管的规格。

3)电压倍增单元中的钳位电容C_b与钳位二极管D_b构成无源无损钳位电路，吸收漏感的能量，解决了在电源开关关断时，漏电感器中存储的能量不及时释放，导致半导体器件的电压和电流处于谐振状态的问题，开关管的电应力也由于变换器升压能力的提高而有效的降低，降低了开关管的规格，减小了能量的损耗。