一种高增益三绕组级联型升压变换器，属于电力电子变换器领域。为了解决传统的升压变换器电路拓扑难以实现高增益的问题。所述变换器包括直流电压源、前级BOOST电路、后级三绕组耦合电感BOOST电路和箝位-升压电路。前级BOOST电路由第一二二极管D1、第二二极管D2、输入电感Lin和第一输出电容C1组成；后级三绕组耦合电感BOOST电路由第一耦合电感N1、第二耦合电感N2、第三耦合电感N3、功率开关管S、整流二极管Do和第二输出电容Co组成；箝位-升压电路由箝位二极管D3、升压二极管D4、箝位电容Cc和升压电容C2组成。本发明专利技术耦合电感绕组匝比越小，电压增益越高；级联特性使较小的占空比可以实现高的电压增益，且功率开关管的电压应力小。多应用于分布式电源系统中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子变换器领域。
技术介绍
升压变换器广泛应用于分布式电源系统的前级变换器，实现升压或者功率因数校 正。传统的升压变换器电路拓扑为Boost电路，理论上Boost电路的电压增益随着占空比 的增加而增加，然而考虑到实际电路中的寄生等效串联阻抗，Boost电路的实际增益并不总 是随着占空比的增加而变大，因此其升压能力十分有限，并不适用于高增益直流功率变换 场合。 级联型boost变换器可以进一步拓展增益，但是其器件的应力较大，而且受到寄 生参数的影响，仍然难以实现高增益，而且仅仅由单一的占空比控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决传统的升压变换器电路拓扑难以实现高增益的问题，本 专利技术提供一种高增益三绕组级联型升压变换器。 本专利技术的一种高增益三绕组级联型升压变换器，所述变换器包括直流电压源Vin、 输入电感L in、功率开关管S、整流二极管D。、第一二二极管D1、第二二极管D2、第一输出电容 C1、箝位二极管D3、升压二极管D4、箝位电容C。、升压电容C 2、第二输出电容C。、第一耦合电感 N1、第二耦合电感队和第三耦合电感N3; 直流电压源Vin的正极与输入电感L ιη的一端连接， 直流电压源Vin的负极与第一输出电容C1的一端、第二输出电容C。的一端、功率开 关管S的输出端和箝位电容C。的一端同时连接； 输入电感Lin的另一端与第一二极管D i的阳极和第二二极管D 2的阳极同时连接； 第一二极管D1的阴极、第一输出电容C i的另一端和第一親合电感N i的一端同时 连接； 第一親合电感&的另一端、第二親合电感N 2的一端和第三親合电感心的一端同 时连接； 第二二极管D2的阴极、第二耦合电感N2的另一端、功率开关管S的输入端和箝位 二极管D 3的阳极同时连接； 箝位二极管D3的阴极、箝位电容C。的另一端和升压二极管D4的阳极同时连接； 第三親合电感N3的另一端与升压电容C 2的一端连接； 升压电容(：2的另一端、升压二极管D 4的阴极和整流二极管D ^的阳极同时连接； 整流二极管D。阴极与第二输出电容C。的另一端连接。 所述功率开关管S为MOS管或者IGBT管。 本专利技术的有益效果在于，本专利技术的高增益三绕组级联型升压变换器大大提升了电 压增益：耦合电感绕组匝比越小，电压增益越高；级联特性使较小的占空比就可以实现高 的电压增益，并且功率开关管的电压应力小。【附图说明】 图1为【具体实施方式】中的一种高增益三绕组级联型升压变换器的原理示意图； 图2为【具体实施方式】中一种高增益三绕组级联型升压变换器的模态图； 图3a为【具体实施方式】中一种高增益三绕组级联型升压变换器开关模态1的等效 电路图； 图3b为【具体实施方式】中一种高增益三绕组级联型升压变换器开关模态2的等效 电路图； 图3c为【具体实施方式】中一种高增益三绕组级联型升压变换器开关模态3的等效 电路图； 图3d为【具体实施方式】中一种高增益三绕组级联型升压变换器开关模态4的等效 电路图； 图3e为【具体实施方式】中一种高增益三绕组级联型升压变换器开关模态5的等效 电路图； 图4a至图4g为当输入电压Vin= 38V，输出电压V。= 380V时，【具体实施方式】中各 参数实验波形。【具体实施方式】 结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种高增益三绕组级联型升压变换 器包括直流电压源、前级BOOST电路、后级三绕组耦合电感BOOST电路和箝位-升压电路； 前级BOOST电路由第一二二极管D 1、第二二极管D2、输入电感Lin和第一输出电容C i组成； 后级三绕组耦合电感BOOST电路由第一耦合电感N1、第二耦合电感N2、第三耦合电感N 3、功 率开关管s、整流二极管Dci和第二输出电容c ja成；箝位-升压电路由箝位二极管D 3、升压 二极管D4、箝位电容C。和升压电容C 2组成。 本实施方式的工作原理及工作过程如下： 本实施方式的高增益三绕组级联型升压变换器控制电压Vgs、输入电流^、第一耦 合电感漏感电流&、第二耦合电感电流4^、第三耦合电感电流1?、输出二极管电流i D。，箝 位二极管电流iD3、升压二极管电流iD4、第一二极管电流iD2、第二二极管电流i D1、功率开关 管电流is的波形如图2所示，其工作过程分为5个开关模态，分别为开关模态1至开关模 态5,具体描述如下： 开关模态1，对应图2中的[t。，tj :等效电路如图3a所示，t。时刻开通S，第一二 极管D1、箝位二极管D3和升压二极管D 4反向偏置，第二二极管D 2和整流二极管D ^正向偏 置；电流&、"、1：)2、1：)4、&和〗41线性上升。电流1： )1和1：)。线性下降，输入直流源￥1"、输入电 感Lin、磁化电感L m和升压电容C 2给负载R和第二输出电容C。提供能量。当整流二极管电 流iD。下降到零时，此模式结束。 开关模态2,对应图2中的:等效电路如图3b所示，功率开关管S保持开 通，第二二极管D 2、箝位二极管％和整流二极管反向偏置，第一二极管D i和升压二极管D 4 反向偏置。直流电压源Vin为输入电感Lin充电，电流、ijp ^线性上升。同时，第二耦合 电感N2、第三耦合电感N3和箝位电容C。串联给升压电容C 2充电。第二输出电容C。给负载 R充电。当功率开关管S关断时，此模式结束。 开关模态3,对应图2中的[当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高增益三绕组级联型升压变换器，其特征在于，所述变换器包括直流电压源Vin、输入电感Lin、功率开关管S、整流二极管Do、第一二二极管D1、第二二极管D2、第一输出电容C1、箝位二极管D3、升压二极管D4、箝位电容Cc、升压电容C2、第二输出电容Co、第一耦合电感N1、第二耦合电感N2和第三耦合电感N3；直流电压源Vin的正极与输入电感Lin的一端连接，直流电压源Vin的负极与第一输出电容C1的一端、第二输出电容Co的一端、功率开关管S的输出端和箝位电容Cc的一端同时连接；输入电感Lin的另一端与第一二极管D1的阳极和第二二极管D2的阳极同时连接；第一二极管D1的阴极、第一输出电容C1的另一端和第一耦合电感N1的一端同时连接；第一耦合电感N1的另一端、第二耦合电感N2的一端和第三耦合电感N3的一端同时连接；第二二极管D2的阴极、第二耦合电感N2的另一端、功率开关管S的输入端和箝位二极管D3的阳极同时连接；箝位二极管D3的阴极、箝位电容Cc的另一端和升压二极管D4的阳极同时连接；第三耦合电感N3的另一端与升压电容C2的一端连接；升压电容C2的另一端、升压二极管D4的阴极和整流二极管Do的阳极同时连接；整流二极管Do阴极与第二输出电容Co的另一端连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪臣，李飞，纪玉亮，范国磊，沈志芳，张力彬，李熙，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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