一种包括零电压关断辅助电路的交错并联Boost变换器制造技术

一种包括零电压关断辅助电路的交错并联Boost变换器，包括电感L1、电感L2、……电感L2n，所述电感L1、电感L2、……电感L2n的输入端连接输入电源Vin的正极。所述电感L1、电感L2、……电感L2n的输出端分别连接二极管D1、二极管D2、……二极管D2n的阳极。所述电感L1、电感L2、……电感L2n的输出端分别连接功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管S2n的集电极。二极管D1、二极管D2、……二极管D2n的阴极均连接滤波电容C0一端。所述功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管S2n的发射极、滤波电容C0另一端均连接入电源Vin的负极。本实用新型专利技术变换器，其结构简单，不改变原交错并联Boost变换器性能，控制及驱动电路实现难度，成本低、且无能量损耗。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种包括零电压关断辅助电路的交错并联Boost变换器，包括电感L1、电感L2、……电感L2n，所述电感L1、电感L2、……电感L2n的输入端连接输入电源Vin的正极。所述电感L1、电感L2、……电感L2n的输出端分别连接二极管D1、二极管D2、……二极管D2n的阳极。所述电感L1、电感L2、……电感L2n的输出端分别连接功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管S2n的集电极。二极管D1、二极管D2、……二极管D2n的阴极均连接滤波电容C0一端。所述功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管S2n的发射极、滤波电容C0另一端均连接入电源Vin的负极。本技术变换器，其结构简单，不改变原交错并联Boost变换器性能，控制及驱动电路实现难度，成本低、且无能量损耗。【专利说明】—种包括零电压关断辅助电路的交错并联Boost变换器
本技术涉及一种交错并联Boost变换器，特别是一种包括零电压关断辅助电路的交错并联Boost变换器。
技术介绍
传统Boost变换器电路包括一个电感,一个功率开关管,一个输出二极管。其中电感的输入端连接输入电源的正极，输出端接二极管的阳极，二极管的阴极接变换器输出端的正极；在电感和二极管的阳极之间接功率开关管的漏极，功率开关管源极接变换器的负极。这种基本Boost变换器在应用于大功率场合，由于IGBT的电流拖尾效应,开关管的关断损耗变的很高，在整个变换器的损耗中也占据了相当大的比例。导致变换器所需的散热器体积较大，开关管的工作频率也受到了限制，整个开关电源的功率密度较低。对于如电动汽车、飞机等应用场合极为不利。针对变换器开关损耗而开展的研究，目前主要集中在利用辅助电路来实现功率开关管的软开关工作状态。多数方案所针对的研究对象均为使用MOS管的应用场合，主要关注的是降低开关管的开通损耗而非关断损耗，这在以使用IGBT为主的大功率应用场合难以直接应用，同时很多方案均需要辅助开关管，使得原变换器的控制和驱动电路实现难度较大。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种包括零电压关断辅助电路的交错并联Boost变换器，其结构简单，不改变原交错并联Boost变换器性能，控制及驱动电路实现难度，成本低、且无能量损耗。 本技术采取的技术方案为:一种包括零电压关断辅助电路的交错并联Boost变换器，包括电感L1、电感L2、……电感L2n，所述电感L1、电感L2、……电感L2n的输入端连接输入电源Vin的正极。所述电感L1、电感L2、……电感L2n的输出端分别连接二极管D1、二极管D2、……二极管D2n的阳极。所述电感1^、电感L2、……电感L2n的输出端分别连接功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管S2n的集电极。二极管D1、二极管D2、……二极管D2n的阴极均连接滤波电容Ctl 一端。所述功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管S2n的发射极、滤波电容Ctl另一端均连接入电源Vin的负极。 二极管D1阳极连接辅助电容Ca1 —端、辅助电容Ca1另一端连接辅助二极管Dal阳极，辅助二极管Dal阴极连接二极管D1阴极；二极管D2阳极连接辅助电容Ca2 —端、辅助电容Ca2另一端连接辅助二极管Da4阳极，辅助二极管Da4阴极连接二极管D2阴极； 辅助电容Cal—端连接辅助二极管Dal阳极，辅助二极管Dal阴极连接辅助二极管Da4阳极，辅助二极管Da4阴极连接二极管D2阴极；辅助电容Ca2 —端连接辅助二极管Da3阳极，辅助二极管Da3阴极连接辅助二极管Da2阳极，辅助二极管Da2阴极连接二极管D1阴极；所述辅助电容Cal、辅助电容Ca2、辅助二极管Dal、辅助二极管Da2、辅助二极管Da3、辅助二极管Da4构成第I个零电压关断辅助电路； 依次类推:二极管D2lri阳极连接辅助电容Ca (2η_υ—端、辅助电容Ca (2η_η另一端连接辅助二极管Da (4η_3)阳极，辅助二极管Da (4η_3)阴极连接二极管D2lri阴极；二极管D2n阳极连接辅助电容Ca2n —端、辅助电容Ca2n另一端连接辅助二极管Da4n阳极，辅助二极管Da4n阴极连接二极管D2n阴极；辅助电容Ca (2η_υ—端连接辅助二极管Da (4η_3)阳极，辅助二极管Da(4η_3)阴极连接辅助二极管Da4n阳极，辅助二极管Da4n阴极连接二极管D2n阴极；辅助电容Ca2n一端连接辅助二极管Da (4η_υ阳极，辅助二极管Da (4η_υ阴极连接辅助二极管Da2n阳极，辅助二极管Da2n阴极连接二极管Da (2η_υ阴极；所述辅助电容Ca (2η_η、辅助电容Ca2n、辅助二极管Da (4η_3)、辅助二极管Da (4η_2)、辅助二极管D a (4n_n、辅助二极管Da4n构成第η个零电压关断辅助电路。 所述功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管S2n的栅极分别连接各自独立的控制器，所述功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管S2n的驱动相位之间相差180。/2n。 其中:η为自然数，η兰I。 功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管S2n为TGBT管或者MOSFET管。 本技术一种包括零电压关断辅助电路的交错并联Boost变换器，有益效果如下: I)、通过采用η个零电压关断辅助电路，可以实现开关管的零电压关断，有效降低由开关关断过程引起的损耗，且所提方案不影响原变换器的性能、控制和驱动电路的设计及实现方式。 2)、可以直接应用于多相交错并联Boost变换器中，不改变原电路结构。 3)、本技术电路拓扑简单，不改变原变换器的工作性能和参数设计，无有源开关管，尤其适合采用IGBT作为功率开关管的应用场合。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术实施例所述2相交错并联Boost升压变换器电路原理图。 图2为本技术2n相零电压关断辅助电路的交错并联Boost变换器电路图。 【具体实施方式】 如图1所示，本技术2相交错并联Boost升压变换器中的【具体实施方式】，由2相交错并联基本Boost变换器和I个零电压关断辅助电路组成。该变换器与普通的2相交错Boost变换器相比，由于实现了开关管的零电压关断，因此可以大幅降低由功率开关管关断时电流拖尾效应而引起的损耗。所述直流-直流变换器包含功率开关管S1、功率开关管S2, 二极管D1、二极管D2,辅助电容Cal、辅助电容Ca2，四个辅助二极管:Dal、Da2, Da3> Da4,电感L1、电感L2,滤波电容C。。 电感L1、电感L2的输入端接输入电源Vin的正极，电感L1、电感L2输出端接各自Boost单元二极管的阳极和功率开关管的集电极。二极管D1、二极管D2的阴极接滤波电容C0的一端，该结点即为输出端Vtjut的正极；功率开关管S1、功率开关管S2的发射极和滤波电容C。的另一端均与输入电源Vin的负极相连。 辅助单元居于第一相与第二相之间，其中辅助电容Cal的左端、辅助二极管Dal的阳极与电感L1的右端、二极管D1的阳极及功率开关管S1的集电极相连，辅助电容Cal的右端、辅助二极管Da2的阳极及辅助二极管Da3的阴极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括零电压关断辅助电路的交错并联Boost变换器，包括电感L1、电感L2、……电感L2n，所述电感L1、电感L2、……电感L2n的输入端连接输入电源Vin的正极；所述电感L1、电感L2、……电感L2n的输出端分别连接二极管D1、二极管D2、……二极管D2n的阳极；所述电感L1、电感L2、……电感L2n的输出端分别连接功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管S2n的集电极；二极管D1、二极管D2、……二极管D2n的阴极均连接滤波电容C0一端；所述功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管S2n的发射极、滤波电容C0另一端均连接入电源Vin的负极；其特征在于，二极管D1阳极连接辅助电容Ca1一端、辅助电容Ca1另一端连接辅助二极管Da1阳极，辅助二极管Da1阴极连接二极管D1阴极；二极管D2阳极连接辅助电容Ca2一端、辅助电容Ca2另一端连接辅助二极管Da4阳极，辅助二极管Da4阴极连接二极管D2阴极；辅助电容Ca1一端连接辅助二极管Da1阳极，辅助二极管Da1阴极连接辅助二极管Da4阳极，辅助二极管Da4阴极连接二极管D2阴极；辅助电容Ca2一端连接辅助二极管Da3阳极，辅助二极管Da3阴极连接辅助二极管Da2阳极，辅助二极管Da2阴极连接二极管D1阴极；所述辅助电容Ca1、辅助电容Ca2、辅助二极管Da1、辅助二极管Da2、辅助二极管Da3、辅助二极管Da4构成第1个零电压关断辅助电路；  依次类推：二极管D2n‑1阳极连接辅助电容Ca（2n‑1）一端、辅助电容Ca（2n‑1）另一端连接辅助二极管Da（4n‑3）阳极，辅助二极管Da（4n‑3）阴极连接二极管D2n‑1阴极；二极管D2n阳极连接辅助电容Ca2n一端、辅助电容Ca2n另一端连接辅助二极管Da4n阳极，辅助二极管Da4n阴极连接二极管D2n阴极；辅助电容Ca（2n‑1）一端连接辅助二极管Da（4n‑3）阳极，辅助二极管Da（4n‑3）阴极连接辅助二极管Da4n阳极，辅助二极管Da4n阴极连接二极管D2n阴极；辅助电容Ca2n一端连接辅助二极管Da（4n‑1）阳极，辅助二极管Da（4n‑1）阴极连接辅助二极管Da2n阳极，辅助二极管Da2n阴极连接二极管Da（2n‑1）阴极；所述辅助电容Ca（2n‑1）、辅助电容Ca2n、辅助二极管Da（4n‑3）、辅助二极管Da（4n‑2）、辅助二极管D a（4n‑1）、辅助二极管Da4n构成第n个零电压关断辅助电路；所述功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管S2n的栅极分别连接各自独立的控制器，所述功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管S2n的驱动相位之间相差180°/2n。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邾玢鑫，潘海龙，黄悦华，谭超，佘小莉，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42