基于开关电感的Boost变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于开关电感的Boost变换器，包括第一开关电感模块、第二开关电感模块、开关电容模块、负载(R)、第一开关管、第二开关管、直流输入端口；开关电容模块一端与第一开关电感模块输出端连接，另一端与第二开关电感模块输入端连接，并向负载(R)供电。与现有技术相比，本发明专利技术在大幅提高变换器电压增益的同时，兼顾较小的输出电压应力，还具有电路简单，控制以易现，功率密度高，高效率的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种Boost变换器，尤其涉及一种基于开关电感的Boost变换器。
技术介绍
Boost变换器又称为升压变换器、并联开关电路、三端开关型升压稳压器。 近年来发展的新型光伏微逆变器多采用两级式设计，前级DC-DC模块实现光伏电 池输出电压等级提升以满足后级逆变的需要，并具有光伏电池 MPPT功能以获得最大功率， 后级DC-AC模块实现并网功能。该结构中的光伏电池长期工作在户外，受复杂环境变化影 响，其输出电压波动大，同时光伏逆变器后级并网电压等级较高，因此，设计出可以满足光 伏系统宽输入电压范围内保持输出电压稳定，同时将光伏阵列输出电压拉升到满足逆变器 后级并网所需较高母线电压等级的要求的，具有宽输入适应性、高增益稳定性的变换器就 变得非常重要。目前，很多学者研究光伏系统高增益直流变换器，但电压增益都依然有限， 并且受制于电压增益提高开关管输出电压应力也相应增加，并且存在电流纹波大，变换器 稳定性下降等问题。
技术实现思路
为了解决前述问题，本专利技术提供一种稳定性更好的基于开关电感的Boost变换器。 为达到前述目的，本专利技术的技术方案为:一种基于开关电感的Boost变换器，其特 征在于:包括第一开关电感模块、第二开关电感模块、开关电容模块、负载、第一开关管、第 二开关管、直流输入端口； 所述直流输入端口的正极连接第一开关电感模块的输入端、所述第一开关电感模 块的输出端连接第一开关管的输入端，所述第一开关管的输出端与直流输入端口的负极连 接； 所述直流输入端口的正极连接第二开关管的输入端，所述第二开关管的输出端与 第二开关电感模块的输入端连接，所述第二开关电感模块的输出端与直流输入端口的负极 连接； 所述开关电容模块一端与第一开关电感模块输出端连接，另一端与第二开关电感 模块输入端连接，并向所述负载供电。 本专利技术的第一优选方案为:所述第一开关电感模块包括第一二极管、第二二极管、 第三二极管、第一电感、第二电感；所述第一开关电感模块的输入端连接第一二极管的正极及第一电感的一端； 所述第一电感的另一端连接第二二极管的正极及第三二极管的正极； 所述第一二极管的负极及第三二极管的负极与第二电感的一端连接； 所述第一开关电感模块的输出端与第二电感的另一端及第二二极管的负极连接。 本专利技术的第二优选方案为:所述第二开关电感模块包括第四二极管、第五二极管、 第六二极管、第三电感、第四电感； 所述第二开关电感模块的输入端与第五二极管的正极及第四电感的一端连接， 所述第四电感的另一端与第四二极管的正极及第六二极管的正极连接， 所述第五二极管的负极及第六二极管的负极与第三电感的一端连接， 所述第二开关电感模块的输出端与第三电感的另一端及第四二极管的负极连接。 本专利技术的第三优选方案为:所述开关电容模块包括第一电容、第二电容、第三电 容、第七二极管、第八二极管、第九二极管； 所述开关电容模块的输入端与第一电容的一端及第七二极管的正极连接， 所述第七二极管的负极与第八二极管的正极、第二电容的一端及第三电容的一端 连接， 所述第一电容的另一端与第八二极管的负极及第九二极管的正极连接， 所述第九二极管的负极与第二电容的另一端及负载的一端连接， 所述开关电容模块的输出端与第三电容的另一端、负载的另一端连接。本专利技术的第四优选方案为:所述第一电感和第二电感正向耦合;或/和，所述第三 电感和第四电感正向耦合。本专利技术的第五优选方案为:所述第一电感及第二电感与第三电感及第四电感反向 耦合。本专利技术的第六优选方案为:还包括第一磁芯、第二磁芯、第三磁芯，所述第一电感 和第二电感绕设于第一磁芯和第二磁芯上，所述第三电感和第四电感绕设于第二磁芯和第 三磁芯上。本专利技术的第七优选方案为:所述第一开关管和所述第二开关管为IGBT、三级管或 场效应管。 基于前述方案，本专利技术可达到如下技术效果： 1.前述基于开关电感的Boost变换器针对开关电感模块中分立磁件较多，采用了 阵列化平面磁集成技术，将单个开关电感模块内的两个分立电感先进行正向耦合设计，然 后将两组开关电感进行反向耦合设计，最终实现四个分立电感的全偶合设计，极大减小磁 件体积，磁集成设计可消除局部热点，降低有源及无缘损耗，改善变换器稳态及动态性能， 提高转换效率。 2.前述基于开关电感的Boost变换器针对传统BOOST变换器电压增益不足的缺点， 引入有源网络单元结合开关电感模块和开关电容模块组成新的有源网络拓扑，极大提高了 电压增益。 3.前述基于开关电感的Boost变换器通过磁集成设计，降低了电感电流纹波及相 电感电流平均值，满足光伏系统对大电流低纹波的要求，同时减小了后级滤波电容的压力， 对改善EMC性能等起到良好作用。综上，与现有技术相比，本专利技术在大幅提高变换器电压增益的同时，兼顾较小的输 出电压应力，还具有电路简单，控制以易现，功率密度高，高效率的优点。【附图说明】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步具体说明。图1为本专利技术实施例1的基于开关电感的Boost变换器的电路图。 图2为本专利技术实施例1的第一电感、第二电感、第三电感、第四电感的安装示意图。【具体实施方式】 下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限 制的依据。 实施例1。 参考图1，一种基于开关电感的Boost变换器，包括第一开关电感模块、第二开关电 感模块、开关电容模块、负载R、第一开关管S1、第二开关管S2、直流输入端口；直流输入端口 的正极连接第一开关电感模块的输入端、第一开关电感模块的输出端连接第一开关管S1的 输入端，第一开关管S1的输出端与直流输入端口的负极连接;直流输入端口的正极连接第 二开关管S2的输入端，第二开关管S2的输出端与第二开关电感模块的输入端连接，第二开 关电感模块的输出端与直流输入端口的负极连接;开关电容模块一端与第一开关电感模块 输出端连接，另一端与第二开关电感模块输入端连接，并向负载R供电。 前述第一开关电感模块包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一电 感L1、第二电感L2;第一开关电感模块的输入端连接第一二极管D1的正极及第一电感L1的 一端;第一电感L1的另一端连接第二二极管D2的正极及第三二极管D3的正极;第一二极管 D1的负极及第三二极管D3的负极与第二电感L2的一端连接;第一开关电感模块的输出端与 第二电感L2的另一端及第二二极管D2的负极连接。 前述第二开关电感模块包括第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第三电 感L3、第四电感L4;第二开关电感模块的输入端与第五二极管D5的正极及第四电感L4的一 端连接，第四电感L4的另一端与第四二极管D4的正极及第六二极管D6的正极连接，第五二 极管D5的负极及第六二极管D6的负极与第三电感L3的一端连接，第二开关电感模块的输出 端与第三电感L3的另一端及第四二极管D4的负极连接。前述开关电容模块包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第七二极管D7、第 八二极管D8、第九二极管D9;开关电容模块的输入端与第一电容C1的一端及第七二极管D7 的正极连接，第七二极管D7的负极与第八二极管D8的正极、第二电容C2的一端及第三电容 C3的一端连接，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于开关电感的Boost变换器，其特征在于：包括第一开关电感模块、第二开关电感模块、开关电容模块、负载、第一开关管、第二开关管、直流输入端口；所述直流输入端口的正极连接第一开关电感模块的输入端、所述第一开关电感模块的输出端连接第一开关管的输入端，所述第一开关管的输出端与直流输入端口的负极连接；所述直流输入端口的正极连接第二开关管的输入端，所述第二开关管的输出端与第二开关电感模块的输入端连接，所述第二开关电感模块的输出端与直流输入端口的负极连接；所述开关电容模块一端与第一开关电感模块输出端连接，另一端与第二开关电感模块输入端连接，并向所述负载供电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，吴龙生，王伟海，程武，章日千，吴忠强，
申请(专利权)人：浙江艾罗电源有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33