一种含有软开关的两端口输入ZVT高增益Boost变换器制造技术

一种含有软开关的两端口输入ZVT高增益Boost变换器，实现两路输入可调高增益，拓扑结构包含两个输入源，两个电感，两个功率开关，两个输出二极管，倍压单元和软开关辅助电路；第一电感和第二电感的输入端分别接两个输入电源的正极，第一电感和第二电感的输出端分别接第一功率开关和第二功率开关的漏极，第一功率开关和第二功率开关的源极接入输入电源的负极；两个功率开关的栅极分别接入各自的控制器；两个功率开关的驱动相位之间相差180°,即采用交错控制策略；电路中的倍压单元可在原电路的增益基础上提高增益倍数，而软开关辅助电路可实现两个功率开关的无损零电压关断。本实用新型专利技术电路拓扑不存在变压器和耦合电感，EMI特性好，软开关辅助电路可以实现开关管零电压关断，大幅降低开关管的损耗，提高了变换器整体工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种含有软开关的两端口输入ZVT高增益Boost变换器
本技术涉及一种DC-DC变换器，具体是一种含有软开关的两端口输入ZVT高增益Boost变换器。
技术介绍
现有技术中，大多是基本的一端口输入升压型(Boost)变换器，其结构较为简单，具备升压能力，但是升压能力不足，开关管导通或关断过程中的导通损耗大，相关器件电压应力大，能量的利用率低，从而导致变换器整体工作效率不高。由于变换器本身结构和升压能力的限制，不足以胜任一些需要多端口输入和输入输出电压差较大的场合，例如:电动汽车系统、光伏并网发电系统等，从而导致应用范围较窄。这些问题引起了越来越多的国内外学者的关注，经过研究提出了相应的拓扑结构或者解决方案。经分析，现有的具有高增益能力的电路拓扑，主要可分为三种：第一种是借助变压器，在原有的DC-DC变换器拓扑结构上添加一个或多个高频变压器，通过改变高频变压器的变比实现高增益升压的目的，但这种方案电能经过了多次转换，整个系统的能量转换效率较低；第二种是采用耦合电感实现高增益升压，耦合电感的使用，能够实现大电压变比，但是存在漏感，并且常会引起开关器件电压应力过高，且会带来电磁干扰等影响。第三种是利用开关电容，尽管这种方案可以实现大变比升压，但是由于开关器件过多，使得电路的控制过于复杂。
技术实现思路
为解决现有技术中变换器不能多端口输入，升压能力不够，能量转换效率低，开关损耗较大，升压能力不可调等技术问题。本技术提供一种含有软开关的两端口输入ZVT高增益Boost变换器，其电路拓扑不存在变压器和耦合电感，EMI特性好，软开关辅助电路可以实现开关管零电压关断，大幅降低开关管的损耗，提高了变换器整体工作效率。本技术采取的技术方案为：一种含有软开关的两端口输入ZVT高增益Boost变换器，包括两个输入电源V1、V2，两个电感L1、L2，两个功率开关S1、S2，两个输出二极管D01、D02、倍压单元、软开关辅助电路；第一电感L1和第二电感L2的输入端分别接两个电源V1、V2的正极，第一电感L1和第二电感L2的输出端分别接第一功率开关S1和第二功率开关的漏极，第一功率开关S1和第二功率开关S2的源极接入电源V1、V2的负极；两个功率开关S1、S2的栅极分别接入各自的控制器；两个功率开关S1、S2的驱动相位之间相差180°，即采用交错控制策略；第一电感L1的输出接倍压单元的第一接口，倍压单元的第四接口接软开关辅助电路的第一个接口，同时经过正向连接的输出二极管D01接变换器输出端的正极，软开关辅助电路的第四个接口接变换器输出端的正极；第二电感L2的输出接倍压单元的第二接口，倍压单元的第三接口接软开关辅助电路的第二个接口，同时经过正向连接的输出二极管D02接变换器输出端的正极，软开关辅助电路的第三个接口接变换器输出端的正极；变换器输出端的负极与两个输入电源V1、V2的负极相连；变换器输出端的正极和负极之间还接有输出滤波电容C0；其中，倍压单元由两个二极管和两个电容构成有四个端口的单元，第一个端口经过二极管D1接第三端口，并且第一端口经电容C1接第四端口；第二个端口经过二极管D2接第四端口，并且第二端口经电容C2接第三端口；软开关辅助电路由四个二极管和两个电容构成有四个端口的单元，第一个端口经过二极管Da1、Da2接第三端口，并且第一端口经电容Ca1、Da4接第四端口；第二个端口经过二极管Da3、Da4接第四端口，并且第二端口经电容Ca2、Da2接第三端口。所述倍压单元为n个，n为自然数，取值范围为n≥1。第一个倍压单元的第四个端口接第二个倍压单元的第一个端口，以此类推，一直到第n个倍压单元；第n个倍压单元的第四个端口接软开关辅助电路的第一个接口，同时经过正向连接的输出二极管D01接变换器输出端的正极，软开关辅助电路的第四个接口接变换器输出端的正极；第一个倍压单元的第三个端口接第二个倍压单元的第二个端口，以此类推，一直到第n个倍压单元；第n个倍压单元的第三接口接软开关辅助电路的第二个接口，同时经过正向连接的输出二极管D02接变换器输出端的正极，软开关辅助电路的第三个接口接变换器输出端的正极。本技术一种含有软开关的两端口输入ZVT高增益Boost变换器，技术效果如下：1：本专利技术实现了两路输入高增益，并且两路输入均可调，两输入端口的电压等级可以不一致，实现不同电压等级的接入，扩展了应用范围。2：本专利技术加入倍增单元组成高增益升压网络，电路中每增加一个倍压单元，则该电路的增益效果在原有的基础上增加一倍，当有n个倍压单元时，电路的增益比会达到基本电路的(n+1)倍；此电路具有高增益升压能力，每路输出均可控，根据不同应用场合，可以设计不同倍压单元数量的变换器。3：本电路中加入软开关辅助电路，使得功率开关S1、S2均实现了无损零电压关断，减少了开关损耗，提高了工作效率。电路中开关器件的电压应力大幅降低，可选择的范围较广。4：与现有的高增益升压变换器相比，本专利技术电路拓扑不含有变压器和耦合电感，EMI特性好，设计简单，采用交错并联控制方法。附图说明图1是本技术实施方式含有n个倍压单元时的一般电路原理图。图2是本技术ZVT高增益升压变换器一实施例的电路原理图。图3是本技术中采用的单一倍压单元的电路图。图4是本技术中采用的软开关辅助电路的电路图。具体实施方式如图2所示，一种两端口输入ZVT高增益升压型直流变换器，由低压输入电源、DC-DC升压电路和软开关辅助电路组成；所述的两端口输入ZVT高增益升压型(Boost)变换器包含两个输入电源V1、V2，两个电感L1、L2，两个功率开关S1、S2，两个输出二极管D01、D02、一个倍压单元以及软开关辅助电路；倍压单元数量可根据实际应用场合来确定。第一电感L1和第二电感L2的输入端分别接两个电源V1、V2的正极，第一电感L1和第二电感L2的输出端分别接第一功率开关S1和第二功率开关的漏极，第一功率开关S1和第二功率开关S2的源极接入电源V1、V2的负极；两个功率开关S1、S2的栅极分别接入各自的控制器；两个功率开关S1、S2的驱动相位之间相差180°,即采用交错控制策略；第一电感L1的输出接倍压单元的第一接口，倍压单元的第四接口接软开关辅助电路的第一个接口，同时经过正向连接的输出二极管D01接变换器输出端的正极，软开关辅助电路的第四个接口接变换器输出端的正极；第二电感L2的输出接倍压单元的第二接口，倍压单元的第三接口接软开关辅助电路的第二个接口，同时经过正向连接的输出二极管D02接变换器输出端的正极，软开关辅助电路的第三个接口接变换器输出端的正极；变换器输出端的负极与两个输入电源V1、V2的负极相连；变换器输出端的正极和负极之间还接有输出滤波电容C0；如图3所示，倍压单元由两个二极管和两个电容构成有四个端口的单元，第一个端口经过二极管D1接第三端口，并且第一端口经电容C1接第四端口；第二个端口经过二极管D2接第四端口，并且第二端口经电容C2接第三端口；参见图4，软开关辅助电路由四个二极管和两个电容构成有四个端口的单元，第一个端口经过二极管Da1、Da2接第三端口，并且第一端口经电容Ca1、Da4接第四端口；第二个端口经过二极管Da3、Da4接第四端口，并且第二端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有软开关的两端口输入ZVT高增益Boost变换器，其特征在于：包括两个输入电源V1、V2，两个电感 L1、L2，两个功率开关S1、S2，两个输出二极管D

【技术特征摘要】
1.一种含有软开关的两端口输入ZVT高增益Boost变换器，其特征在于：包括两个输入电源V1、V2，两个电感L1、L2，两个功率开关S1、S2，两个输出二极管D01、D02、倍压单元、软开关辅助电路；第一电感L1和第二电感L2的输入端分别接两个电源V1、V2的正极，第一电感L1和第二电感L2的输出端分别接第一功率开关S1和第二功率开关的漏极，第一功率开关S1和第二功率开关S2的源极接入电源V1、V2的负极；两个功率开关S1、S2的栅极分别接入各自的控制器；两个功率开关S1、S2的驱动相位之间相差180o，即采用交错控制策略；第一电感L1的输出接倍压单元的第一接口，倍压单元的第四接口接软开关辅助电路的第一个接口，同时经过正向连接的输出二极管D01接变换器输出端的正极，软开关辅助电路的第四个接口接变换器输出端的正极；第二电感L2的输出接倍压单元的第二接口，倍压单元的第三接口接软开关辅助电路的第二个接口，同时经过正向连接的输出二极管D02接变换器输出端的正极，软开关辅助电路的第三个接口接变换器输出端的正极；变换器输出端的负极与两个输入电源V1、V2的负极相连；变换器输出端的正极和负极之间还接有输出滤波电容C0；其中，倍压单元由两个二极管和两个电容构成有四个端口的单元，第一个端口经...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，余楷，邾玢鑫，马辉，魏业文，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42