[发明专利]一种高效率高增益变换器及其控制方法

权利要求书

1.一种高效率高增益变换器，其特征在于，包括直流电源U_in、输入滤波电容C_in、第一电容C₁、第二电容C₂、第三电容C₃、第一电感L₁、第二电感L₂、第一开关管S₁、第二开关管S₂、第一二极管D₁、第二二极管D₂、输出滤波电容C_o、直流负载R；

所述直流电源U_in的正极与所述输入滤波电容C_in的正极、所述第一电感L₁的一端、所述第一二极管D₁的阳极连接；

所述第一电感L₁的另一端与所述第一开关管S₁的漏极、所述第一电容C₁的负极、所述第二电容C₂的正极连接；

所述第一二极管D₁的阴极与所述第一电容C₁的正极、所述第二二极管D₂的阳极连接；

所述第二电容C₂的负极与所述第二开关管S₂的源极、所述输出滤波电容C_o的负极、所述直流负载R的一端连接；

所述第二二极管D₂的阴极与所述第二电感L₂的一端、所述第三电容C₃的正极连接；

所述第二电感L₂的另一端与所述输出滤波电容C_o的正极、所述直流负载R的另一端连接；

所述直流电源U_in的负极与所述第三电容C₃的负极、所述第一开关管S₁的源极、所述第二开关管S₂的漏极、所述输入滤波电容C_in的负极连接；

其中，所述第一开关管S₁与第二开关管S₂为自带反向并联二极管的金氧半场效晶体管；

其中，所述第一电感L₁的电流连续导通，且电感值满足：

上式中，D为第一开关管S₁控制信号的占空比，U_in为输入电压，I_L1,max为输入电流的最大平均值，f_s为开关频率，δ％为第一电感L₁允许的最大电流脉动量与第一电感L₁最大平均电流的百分比；

其中，所述第二电感L₂的电流双向线性变化，且电感值满足：

上式中，I_o,max为输出电流的最大平均值。

2.根据权利要求1所述的高效率高增益变换器，其特征在于，所述高效率高增益变换器的理想电压增益G为：

3.根据权利要求1所述的高效率高增益变换器，其特征在于，所述高效率高增益变换器的各个功率管的电压应力：

上式中，U_S1为第一开关管S₁承受的电压应力，U_S2为第二开关管S₂承受的电压应力，U_D1为第一二极管D₁承受的电压应力，U_D2为第二二极管D₂承受的电压应力，U_o为输出电压。

4.根据权利要求1～3任一项所述的高效率高增益变换器，其特征在于，所述直流电源U_in为光伏直流电源。

5.一种权利要求1～3任一项所述的高效率高增益变换器的控制方法，其特征在于，所述控制方法为：

将输入电压u_in的反馈值u_in,f与输入电压基准值u_in,ref比较，其误差信号送至输入电压控制器；输入电压控制器的输出信号u_r与单极性三角载波u_c交截，产生第一开关管S₁的PWM驱动信号u_gs1；将u_gs1取反，产生PWM驱动信号u_gs2，以控制第二开关管S₂。