[发明专利]一种多单元二极管电容网络和耦合电感高增益直流变换器

摘要

本发明公开一种多单元二极管电容网络和耦合电感高增益直流变换器，主电路拓扑充分结合多绕组耦合电感和二极管电容升压网络的特性，具有以下明显优势1)提高电压增益，减小功率器件电压应力；2)实现零输出电压纹波，显著降低LC滤波器的需求；3)降低耦合电感的匝数比，减小磁性元件体积，提高功率密度；4)抑制开关管关断电压尖峰，降低开关损耗，提高电能转换效率；5)基本升压单元模块化设计，灵活性强；本发明在新能源分布式发电系统中，具有广阔的应用前景。

主权项

一种多单元二极管电容网络和耦合电感高增益直流变换器，其特征在于，包括输入端电源Vdc、可控开关管S、多绕组的耦合电感、多个二端口二极管电容升压单元，LC滤波电路以及输出端负载RL；其中耦合电感等效为具有固定变比的理想变压器与励磁电感Lm并联后再与等效到原边的漏感Lk串联；LC滤波电路由滤波电感Lf和滤波电容Cf构成；输入端电源Vdc的正极接耦合电感原边绕组正极，可控开关管S接在输入端电源Vdc的负极与耦合电感原边负极两端，同时，电源Vdc的负极和耦合电感原边负极与第一二端口二极管电容升压单元输入端相连，耦合电感第二绕组(vs2)与第二二端口二极管电容升压单元输入端反极性相连，依次类推，耦合电感第N‑1绕组(vs(N‑1))与第N‑1二端口二极管电容升压单元输入端正极性相连，耦合电感第N绕组(vsN)与第N二端口二极管电容升压单元输入端反极性相连，N个二端口二极管电容升压单元的输出端顺序串联后接LC滤波电路的输入端，LC滤波电路的输出侧接负载RL，其中N为正偶数；所述二端口二极管电容升压单元包括第一二极管Di1、第二二极管Di2、第一直流电容Ci1和第二直流电容Ci2；第一直流电容Ci1的正极接第一二极管Di1的阳极，第二直流电容Ci2的正极接第一二极管Di1的阴极；第一直流电容Ci1的负极接第二二极管Di2的阳极，第二直流电容Ci2的负极接第二二极管Di2的阴极；第一二极管Di1的阴极和第二二极管Di2的阳极为二端口二极管电容升压单元的输出端；其中1≤i≤N；所述耦合电感各绕组的匝数比满足n1＝n2，nj:n1＝n，3≤j≤N。