[发明专利]带耦合电感和开关电容的IPOS型高变比软开关变流器

说明书

本发明公开了一种带耦合电感和开关电容的IPOS型高变比软开关变流器，该变换器由镜像对称的两个单元构成，具体包括第一耦合电感初级L_pa、第一耦合电感次级L_sa、第二耦合电感初级L_pb、第二耦合电感次级L_sb、第一开关电容C_f1a及C_f1b、第二开关电容C_f2a及C_f2b、箝位电容C_ca及C_cb、输出滤波电容C_oa及C_ob、主功率开关管S_5a及S_5b、辅助功率开关管S_4a及S_4b、第一功率二极管D_1a及D_1b、第二功率二极管D_2a及D_2b、第三功率二极管D_3a及D_3b。本发明能够实现超高变比的升压功能、实现软开关、减少输入输出电流纹波、提高了变换器的效率和功率密度。

技术领域

本发明涉及直流-直流变换技术领域，具体涉及一种带耦合电感和开关电容的IPOS型高变比软开关变流器。

背景技术

Boost电路作为一种基本的DC-DC变换器，广泛地运用在各种领域，如电动汽车、电力、光伏发电、航空航天等。随着电力电子技术的发展，要求Boost变换器体积小、重量轻、可靠性和功率密度高的指标尤其显著。传统Boost变换器的输出电压变比只由开关管的占空比D决定，因此，要实现高变比升压功能，必须使用极限占空比，从而导致很大的电流纹波。

变换器工作在硬开关条件下，开关损耗会随着开关频率的升高而增加，整体电路的效率会降低。软开关技术是减少开关损耗、提高效率和增强稳定性的最佳方法，同时可以减少散热器的体积，从而减小了变换器电路的体积和重量。近年来，国内外学者提出了很多实现软开关技术的方法.其中，最常见的是增加额外的谐振电路来实现软开关技术。在谐振电路中，通过增加开关管、二极管、电感等器件可以实现零电压开关状态或零电流开关状态。附加的谐振电路在开关管两端产生了高电压、大电流的冲击。选择合适的开关管变得尤为困难。这是因为大功率等级的开关管将会产生更多的功率损耗。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，为扩大Boost变换器的电压变比，提高变换器的效率，降低电流纹波，拓展其应用领域，本发明将耦合电感引入到Boost变换器，提出一种带耦合电感和开关电容的IPOS(IPOS表示输入并联输出串联)型高变比软开关变流器，通过调整耦合电感的匝数比，能够获得更大的电压变比，输入并联输出串联的结构降低了输入电流纹波和器件的应力，进一步提升电压增益，并且无需增加额外的谐振电路实现软开关，提高了变换器的效率。

本发明采用如下技术方案：