复合型双不对称倍压单元DC-DC变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种复合型双不对称倍压单元DC‑DC变换器，包括输入电源Vin，输入电源Vin的正极连接耦合电感的原边绕组L1的一端，耦合电感的原边绕组L1的另一端分别连接耦合电感的副边绕组L2的一端、电容C4的一端、二极管D3的阳极和开关管S的漏极，耦合电感的副边绕组L2的另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端分别连接二极管D3的阴极和二极管D4的阳极，二极管D4的阴极分别连接电容C4的另一端和输出整流二极管Do的阳极，输出整流二极管Do的阴极分别连接输出电容Co的一端和负载电阻R的一端，输出电容Co的另一端、负载电阻R的另一端和开关管S的源极分别连接输入电源Vin的负极。本发明专利技术提高了效率和增益比。

Composite DC-DC Converter with Double Asymmetric Voltage Doubling Unit

The invention discloses a composite double asymmetric voltage doubling unit DC DC converter, which comprises an input power supply Vin, a positive pole of the input power supply Vin connected with one end of the primary winding L1 of the coupling inductance, a side winding L2 of the coupling inductance, one end of the capacitor C4 and a diode D3, respectively, and the other end of the primary winding L1 of the coupling inductance connected with the secondary winding L2 of the coupling inductance. The drain of the anode and the switch S, the other end of the secondary winding L2 of the coupling inductor are connected to one end of the capacitor C3, the other end of the capacitor C3 is connected to the cathode of the diode D3 and the anode of the diode D4 respectively, the cathode of the diode D4 is connected to the other end of the capacitor C4 and the anode of the output rectifier diode Do, and the cathode of the output rectifier diode Do One end of output capacitor Co and one end of load resistance R are connected respectively. The other end of output capacitor Co, the other end of load resistance R and the source of switch S are connected to the negative pole of input power supply Vin respectively. The invention improves efficiency and gain ratio.

【技术实现步骤摘要】
复合型双不对称倍压单元DC-DC变换器
本专利技术涉及DC-DC变换器，特别是涉及复合型双不对称倍压单元DC-DC变换器。
技术介绍
环境污染问题以及能源枯竭问题已经迫在眉睫，清洁型的可再生能源的发展已经受到了全世界的广泛关注，世界各地的专家学者都在致力于研究和开发新能源的应用，其中太阳能和风能已经得到了较为广泛的应用。不过对于这些系统，如何并网运行、满足电网中的高电压需要仍然是最重要的问题，具有高电压增益特性的DC-DC变换器在新能源发电并网过程发挥着不可或缺的作用。传统的BOOST变换器理论上可以通过提高占空比来提高电压增益。但是实际应用中，由于寄生参数的限制，无法实现较为极端的高占空比。若采用级联型的拓扑结构，器件数量增加所带来的效率低、成本高的问题又会凸显。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种能够提高效率和增益比的复合型双不对称倍压单元DC-DC变换器。技术方案：为达到此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术所述的复合型双不对称倍压单元DC-DC变换器，包括输入电源Vin，输入电源Vin的正极连接耦合电感的原边绕组L1的一端，耦合电感的原边绕组L1的另一端分别连接耦合电感的副边绕组L2的一端、电容C4的一端、二极管D3的阳极和开关管S的漏极，耦合电感的副边绕组L2的另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端分别连接二极管D3的阴极和二极管D4的阳极，二极管D4的阴极分别连接电容C4的另一端和输出整流二极管Do的阳极，输出整流二极管Do的阴极分别连接输出电容Co的一端和负载电阻R的一端，输出电容Co的另一端、负载电阻R的另一端和开关管S的源极分别连接输入电源Vin的负极。进一步，还包括电容C7和二极管D7；电容C7的一端连接耦合电感副边绕组L2的一端，电容C7的另一端连接输出整流二极管Do的阳极；二极管D7的阳极连接二极管D4的阴极，二极管D7的阴极连接输出整流二极管Do的阳极。电容C7和二极管D7构成漏感钳位电路，可以有效抑制耦合电感的漏感能量，提高电路的效率。进一步，还包括电容C1和二极管D1；电容C1的一端连接耦合电感原边绕组L1的一端，电容C1的另一端连接输出整流二极管Do的阳极；二极管D1的阳极连接二极管D4的阴极，二极管D1的阴极连接输出整流二极管Do的阳极。电容C1和二极管D1与输入电源一起构成漏感钳位电路，利用电源电压的稳定性，进一步改善了钳位效果。进一步，还包括电容C2和二极管D2；电容C2的一端连接耦合电感副边绕组L2的另一端，电容C2的另一端连接输出整流二极管Do的阳极；二极管D2的阳极连接二极管D1的阴极，二极管D2的阴极连接输出整流二极管Do的阳极。电容C2和二极管D2与原电路构成新的升压结构，使电路的升压能力得到进一步提高。进一步，还包括电感L3、电容C5、二极管D5和二极管D6；电感L3的一端连接输入电源Vin的正极，电感L3的另一端分别连接二极管D5的阳极和二极管D6的阳极，二极管D6的阴极分别连接电容C5的一端和耦合电感原边绕组L1的一端，二极管D5的阴极分别连接耦合电感原边绕组L1的另一端和开关管S的漏极，电容C5的另一端连接输入电源Vin的负极。新的电路构成二次型的电路结构，在进一步增加了电路的升压能力基础上没有增加开关管个数，使得对电路的控制变得容易。有益效果：本专利技术公开了一种复合型双不对称倍压单元DC-DC变换器，与现有技术相比，具有以下的有益效果：1)本专利技术融合了耦合电感结构，在提高变换器的电压增益的基础上，也使得电压增益更加灵活，应用场合更加多样，并且电流和功率的波动得到了有效的降低；2)本专利技术融合了两电容漏感钳位电路结构，在使用耦合电感提高变换器升压能力的基础上，使耦合电感漏感的能量有释放的回路，避免了漏感能量引起的电路谐振问题，同时也提高了电路的效率；3)本专利技术融合了复合型双不对称倍压电路结构，与传统的升压变换器相比，升压性能得到提高；与传统的单自举单元结构的升压单元相比较，随着占空比的增加，该转换器具有优越的升压电压性能。附图说明图1为本专利技术第一种具体实施方式中变换器的电路图；图2为本专利技术第二种具体实施方式中变换器的电路图；图3为本专利技术第三种具体实施方式中变换器的电路图；图4为本专利技术第四种具体实施方式中变换器的电路图；图5为本专利技术第五种具体实施方式中变换器的电路图；图6为本专利技术第五种具体实施方式中变换器的等效电路图；图7为本专利技术第五种具体实施方式中变换器的第一种开关模态的等效图；图8为本专利技术第五种具体实施方式中变换器的第二种开关模态的等效图；图9为本专利技术第五种具体实施方式中变换器的第三种开关模态的等效图；图10为本专利技术第五种具体实施方式中变换器的第四种开关模态的等效图；图11为本专利技术第五种具体实施方式中变换器的第五种开关模态的等效图；图12为本专利技术第五种具体实施方式中变换器的第六种开关模态的等效图；图13为本专利技术第五种具体实施方式中变换器的开关管S的栅源电压VGS、输出电压Vo和输入电压Vin的波形图；图14为本专利技术第五种具体实施方式中变换器的开关管S的栅源电压VGS、漏源电压VDS和耦合电感原边绕组L1两端的电压的波形图；图15为本专利技术第五种具体实施方式中变换器的开关管S的栅源电压VGS、钳位二极管Db的电流和续流二极管D1的电流的波形图；图16为本专利技术第五种具体实施方式中变换器的开关管S的栅源电压VGS、续流二极管D2的电流和输出整流二极管Do的电流iDo的波形图。具体实施方式下面结合具体实施方式和附图对本专利技术的技术方案作进一步的介绍。第一种具体实施方式公开了一种复合型双不对称倍压单元DC-DC变换器，如图1所示，包括输入电源Vin，输入电源Vin的正极连接耦合电感的原边绕组L1的一端，耦合电感的原边绕组L1的另一端分别连接耦合电感的副边绕组L2的一端、电容C4的一端、二极管D3的阳极和开关管S的漏极，耦合电感的副边绕组L2的另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端分别连接二极管D3的阴极和二极管D4的阳极，二极管D4的阴极分别连接电容C4的另一端和输出整流二极管Do的阳极，输出整流二极管Do的阴极分别连接输出电容Co的一端和负载电阻R的一端，输出电容Co的另一端、负载电阻R的另一端和开关管S的源极分别连接输入电源Vin的负极。第二种具体实施方式在第一种具体实施方式的基础上增加了电容C7和二极管D7，如图2所示，电容C7的一端连接耦合电感副边绕组L2的一端，电容C7的另一端连接输出整流二极管Do的阳极；二极管D7的阳极连接二极管D4的阴极，二极管D7的阴极连接输出整流二极管Do的阳极。第三种具体实施方式在第一种具体实施方式的基础上增加了电容C1和二极管D1，如图3所示，电容C1的一端连接耦合电感原边绕组L1的一端，电容C1的另一端连接输出整流二极管Do的阳极；二极管D1的阳极连接二极管D4的阴极，二极管D1的阴极连接输出整流二极管Do的阳极。第四种具体实施方式在第三种具体实施方式的基础上增加了电容C2和二极管D2，如图4所示，电容C2的一端连接耦合电感副边绕组L2的另一端，电容C2的另一端连接输出整流二极管Do的阳极；二极管D2的阳极连接二极管D1的阴极，二极管D2的阴极连接输出整流二极管Do的阳极。第五种具体实施方式在第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.复合型双不对称倍压单元DC‑DC变换器，其特征在于：包括输入电源Vin，输入电源Vin的正极连接耦合电感的原边绕组L1的一端，耦合电感的原边绕组L1的另一端分别连接耦合电感的副边绕组L2的一端、电容C4的一端、二极管D3的阳极和开关管S的漏极，耦合电感的副边绕组L2的另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端分别连接二极管D3的阴极和二极管D4的阳极，二极管D4的阴极分别连接电容C4的另一端和输出整流二极管Do的阳极，输出整流二极管Do的阴极分别连接输出电容Co的一端和负载电阻R的一端，输出电容Co的另一端、负载电阻R的另一端和开关管S的源极分别连接输入电源Vin的负极。

【技术特征摘要】
1.复合型双不对称倍压单元DC-DC变换器，其特征在于：包括输入电源Vin，输入电源Vin的正极连接耦合电感的原边绕组L1的一端，耦合电感的原边绕组L1的另一端分别连接耦合电感的副边绕组L2的一端、电容C4的一端、二极管D3的阳极和开关管S的漏极，耦合电感的副边绕组L2的另一端连接电容C3的一端，电容C3的另一端分别连接二极管D3的阴极和二极管D4的阳极，二极管D4的阴极分别连接电容C4的另一端和输出整流二极管Do的阳极，输出整流二极管Do的阴极分别连接输出电容Co的一端和负载电阻R的一端，输出电容Co的另一端、负载电阻R的另一端和开关管S的源极分别连接输入电源Vin的负极。2.根据权利要求1所述的复合型双不对称倍压单元DC-DC变换器，其特征在于：还包括电容C7和二极管D7；电容C7的一端连接耦合电感副边绕组L2的一端，电容C7的另一端连接输出整流二极管Do的阳极；二极管D7的阳极连接二极管D4的阴极，二极管D7的阴极连接输出整流二极管Do的阳极。3.根据权利要求1所述的复合型双不对称倍压单元DC-...

【专利技术属性】
技术研发人员：林明耀，艾建，刘同民，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32