[发明专利]一种双开关高增益Y源DC-DC变换器

说明书

本发明属于DC‑DC升压设备技术领域，涉及一种双开关高增益Y源DC‑DC变换器，输入储能电感的两端分别与直流电源和双开关单元的输入端连接；双开关单元的输出端与Y源单元的输入端相连，Y源单元的输出端与第五二极管阳极相连，第五二极管的阴极分别与输出电容正极和负载相连，其结构整体设计可靠，使用的器件数目少，设计成本低，能够有效减少开关器件的损耗，变换器整体结构稳定可靠，能够达到变换器设计要求，效果理想，而且在工作中输出端电压稳定，工作效率高，同时其工作可靠，双开关单元能够充分吸收Y源网络中产生的漏感能量，对双开关上的电压实现有源钳位，控制实现方便，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于DC-DC升压设备技术领域，涉及一种双开关高增益Y源DC-DC变换器，特别是一种双开关有源钳位单元结合Y源升压网络的新型DC-DC变换器，能够灵活调节变换器电压增益，同时提高工作效率。

背景技术

当前，不可再生能源的过度开采带来的能源问题日益严峻，与建立绿色低碳的社会机制背道而驰，针对能源问题，新型环保新能源领域不断崛起。光伏电源、水电系统以及燃料电池等低碳技术应运而生，在能源使用占比中不断增大，但在实际生产运营中，这些清洁能源转换系统都存在转换效率低，升压能力不足的问题。例如：光伏发电系统是当下发展十分迅猛的绿色能源系统，作为清洁能源中的佼佼者，也存在单级光伏板的输出电压不高，必须采用多级串-并联的工作机制，多级联合输出的工作方式致使光伏供电系统的整体故障率上升，光伏设备的体积进一步增加，整体转换效率不高。

因此，如何解决绿色能源系统输出电压稳定、提高系统整体转换效率，是进一步发展绿色能源系统的重点。文献“S W Lee and H L Do.High step-up coupled-inductorcascade boost DC-DC converter with lossless passive snubber[J].IEEEtransactions on industrial electronics,2018,65(10):7753-7761”提出了一种含耦合绕组的二次升压变换器，利用无源无损缓冲电路来实现软开关特性，尽管它只包含了一个开关管，但无源器件数目较多。准阻抗源(QZS)网络由于其输入电流连续、输入和输出共地，得到广泛应用，文献“H Ardi,A Ajami,and M Sabahi.A novel high step-up DC-DC converter with continuous input current integrating coupled inductor forrenewable energy applications[J].IEEEtransactions on industrial electronics,2018,65(2):1306-1315”提出了一种输入电流连续的耦合电感变换器，但是此变换器没有实现软开关特性，具有很高的开关损耗。通过软开关技术减小开关损耗继而提高功率变换器效率是一种科学有效的方法，文献“M MHaji-Esmaeili,E Babaei,and M Sabahi.Highstep-up quasi-Z source DC-DC converter[J].IEEEtransactions on powerelectronics,2018,33(12):10563-10571”提出了一种基于QZS网络的高增益变换器，虽然电压增益非常可观，但无源器件数目过多，而且硬开关操作也导致效率低下。文献“MForouzesh,Y Shen,K Yari,Y P Siwakoti,and F Blaabjerg.High-efficiency highstep-up DC-DC converter with dual coupled inductors for grid-connectedphotovoltaic systems[J].IEEEtransactions on power electronics,2018,33(7):5967-5982”提出了一种利用缓冲电容器实现有源钳位的软开关变换器，尽管变换器性能可靠，但由于包含4个开关器件，变换器的结构复杂致使生产成本增加。