[发明专利]直流升压变换器、电源系统及电动汽车

说明书

本发明提供一种直流升压变换器、电源系统及电动汽车，该直流升压变换器的倍压电路包括第一倍压支路以及第二倍压支路；第一倍压支路包括第一储能器件、第二储能器件及第一开关器件；第二倍压支路包括第三储能器件、第四储能器件及第二开关器件；第二储能器件的第二端连接至第一二极管的正极，第二二极管的正极连接至第二储能器件的第一端，第二二极管的负极连接至第四储能器件的第二端；第四储能器件的第二端连接至第三二极管的正极，第四二极管的正极连接至第四储能器件的第一端，第四二极管的负极连接至第二储能器件的第二端。本发明还提供应用上述直流升压变换器的电源系统及电动汽车。本发明的直流升压变换器升压比高，并且能减少电能损失。

技术领域

本发明涉及电源电路领域，具体的，涉及一种直流升压变换器以及具有这种直流升压变换器的电源系统以及电动汽车。

背景技术

电动汽车相比起传统的燃油汽车具有无尾气排放、无需消耗燃油等优点，已经日益普及使用。电动汽车使用电池作为主要的动力源，由电池输出的电能驱动车载设备工作。燃料电池是目前电动汽车使用的较为常见的一种电池，由于燃料电池输出直流电压比较低，不能直接输出至车载设备，因此，需要将燃料电池等输出的直流电经过升压后才能输出至车载设备。

目前，电动汽车所使用的电源系统中通常设置高增益直流升压变换器，直流升压变换器连接燃料电池等直流电源和车载设备，将燃料电池的电压转换成车载设备所需的电压并向车载设备供电。随着燃料电池技术的发展，对直流升压变换器的集成化、高效率、灵活的调压特性等要求越来越高，而传统的直流升压变换器存在变比低、开关电容网络的调压特性差、开关管的电压应力差等问题，已经不能满足电动汽车使用的需求，人们开始研发新的直流升压变换器。

例如，公开号为CN203491888U的中国实用新型专利以及公开号为CN108768169A的中国发明专利申请公开了两种直流升压变换器，这两种直流升压变换器均包括两个可控的功率开关管、两个带有两个绕组的耦合电路、三个单向整流二极管、一个输出二极管、一个箝位电容，并且设置有中间储能电容和输出滤波电容。但是，由于这两种直流升压变换器使用升压耦合电感，耦合电感固有的漏感会给开关管带来很大的电压冲击，其中漏感是升压耦合电感的初次级在耦合的过程中漏掉的磁通。而且随着升压耦合电感的匝数比的增加，漏感能量也会随之增加，造成能量损失，因此，使用升压耦合电感的直流升压变换器存在能量损失较大的问题。

又例如，专利号为CN109905025A的发明专利申请公开的直流升压变换器使用三个开关器件以及多个电容、电感组成的倍压电路，但三个开关器件是轮流导通的，可操作性差。另外，由于这种直流升压变换器在每一个工作状态下，总会有一个储能电容向另一个储能电容充电，导致处于放电状态的电容不能将所有的电能释放至负载，直流升压变换器的升压比不高。此外，由于储能电容的充放电过程会给开关器件带来很大的电流冲击，使得开关器件产生较大的瞬态噪声，这些噪声将成为EMI干扰源，从而影响周边电子设备的工作。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种升压比高的直流升压变换器。

本发明的第二目的是提供一种具有较高升压比的直流升压变换器的电源系统。

本发明的第三目的是提供一种应用上述电源系统的电动汽车。

为实现本发明的第一目的，本发明提供的直流升压变换器包括倍压电路，该倍压电路包括第一倍压支路以及第二倍压支路；第一倍压支路包括串联连接的第一储能器件及第二储能器件，第一储能器件的一端连接至第一开关器件；第二倍压支路包括串联连接的第三储能器件及第四储能器件，第三储能器件的一端连接至第二开关器件；其中，第二储能器件的第二端连接至第一二极管的正极，第二二极管的正极连接至第二储能器件的第一端，第二二极管的负极连接至第四储能器件的第二端；第四储能器件的第二端连接至第三二极管的正极，第四二极管的正极连接至第四储能器件的第一端，第四二极管的负极连接至第二储能器件的第二端。