一种交错并联ZVZCS高升压DC/DC变换器制造技术

一种交错并联ZVZCS高升压DC/DC变换器，包括电感L1、电感L2、开关管S1、开关管S2、无源缓冲电路、第一电压倍增单元、第二电压倍增单元，无源缓冲电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电容C1、电容C2、电感LS1、电感LS2，第一电压倍增单元包括二极管D7、二极管D8、电容C1a、电容C1b，第二电压倍增单元包括二极管D9、二极管D10、电容C2a、电容C2b。本发明专利技术通过加入辅助电路，使开关管S1、S2实现了软开关，减少了开通和关断损耗，变换器工作效率得到了提高；辅助电路不含有源元件，拓扑结构较为简单，成本低，不影响原变换器控制策略和性能。

An Interleaved Parallel ZVZCS High Boost DC/DC Converter

【技术实现步骤摘要】
一种交错并联ZVZCS高升压DC/DC变换器
本专利技术属于DC/DC变换器领域，具体涉及一种交错并联ZVZCS高升压DC/DC变换器。
技术介绍
光伏发电近年来得到了快速发展，因光伏电池输出电压较低，难以直接为逆变器提供符合电压要求的直流电，高增益DC/DC变换器在其中得到了广泛应用。但现有该类变换器多未实现软开关，存在开关管开通和关断损耗大的问题。附图2所示为一种基于电压增益单元实现的高增益DC/DC变换器，相比于传统Boost变换器，其具有增益比高、半导体器件电压应力低等优点。但该变换器中所有开关管均处于硬开关状态，因而变换器工作效率较低。
技术实现思路
本专利技术的技术问题是现有DC/DC变换器的所有开关管均处于硬开关状态，变换器工作效率较低，存在开关管开通和关断损耗大的问题。本专利技术的目的是提供一种交错并联ZVZCS（ZeroVoltageandZeroCurrentSwitch）高升压DC/DC变换器，通过加入辅助电路，使开关管实现软开关，减少开通和关断损耗，提高变换器工作效率。本专利技术的技术方案是一种交错并联ZVZCS高升压DC/DC变换器，包括电感L1、电感L2、开关管S1、开关管S2、无源缓冲电路、第一电压倍增单元、第二电压倍增单元，无源缓冲电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电容C1、电容C2、电感LS1、电感LS2，第一电压倍增单元包括二极管D7、二极管D8、电容C1a、电容C1b，第二电压倍增单元包括二极管D9、二极管D10、电容C2a、电容C2b。电感L1一端与直流电源E的正极连接，另一端分别与开关管S1漏极、二极管D1阳极连接。电感L2一端与直流电源E的正极连接，另一端分别与开关管S2漏极、二极管D6阴极连接。开关管S1源极分别与开关管S2源极、二极管D3阴极、二极管D7阴极、直流电源E的负极连接。二极管D2阳极分别与二极管D1阴极、二极管D5阴极、电容C1的一端连接，电容C1的另一端分别与二极管D5阳极、二极管D6阴极、电容C2的一端连接，电容C2的另一端分别与二极管D3阳极、二极管D4阴极、二极管D6阳极连接。电容C1a一端分别与二极管D2阴极、二极管D8阴极、二极管D10阳极连接。电容C1a另一端分别与电感LS1的一端、电容C1b的一端连接，电感LS1的另一端与开关管S1漏极连接，电容C1b的另一端分别与二极管D4阳极、二极管D7阳极、二极管D9阴极连接。电容C2a的一端与二极管D10阴极连接，电容C2a的另一端分别与电感LS2的一端、电容C2b的一端连接，电感LS2的另一端与开关管S2的漏极连接，电容C2b的另一端与二极管D9阳极连接。进一步地，对开关管S1与开关管S2采用交错控制策略，开关管S1与开关管S2的驱动信号相位相差180°。本专利技术的有益效果：1）通过加入辅助电路，使开关管S1、S2实现了软开关，减少了开通和关断损耗，变换器工作效率得到了提高；2）本专利技术的无源缓冲电路、拓扑结构较为简单，成本低，不影响原变换器控制策略和性能。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1为交错并联ZVZCS高升压DC/DC变换器的电路图。图2为基于电压增益单元的高增益DC/DC变换器的电路图。图3开关管S1、S2的驱动信号波形图。图4为开关管S1、S2的电压和电流波形图。图5为开关管S1的电压和电流波形放大图。图6为开关管S2的电压和电流波形放大图。图7为电感L1、L2、LS1、LS2电流波形图。图8为电容C1、C2、C1a、C1b、C2a、C2b的电压波形图。具体实施方式如图1所示，一种交错并联ZVZCS高升压DC/DC变换器，包括电感L1、电感L2、开关管S1、开关管S2、无源缓冲电路、第一电压倍增单元、第二电压倍增单元，无源缓冲电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电容C1、电容C2、电感LS1、电感LS2，第一电压倍增单元包括二极管D7、二极管D8、电容C1a、电容C1b，第二电压倍增单元包括二极管D9、二极管D10、电容C2a、电容C2b。电感L1一端与直流电源E的正极连接，另一端分别与开关管S1漏极、二极管D1阳极连接。电感L2一端与直流电源E的正极连接，另一端分别与开关管S2漏极、二极管D6阴极连接。开关管S1源极分别与开关管S2源极、二极管D3阴极、二极管D7阴极、直流电源E的负极连接。二极管D2阳极分别与二极管D1阴极、二极管D5阴极、电容C1的一端连接，电容C1的另一端分别与二极管D5阳极、二极管D6阴极、电容C2的一端连接，电容C2的另一端分别与二极管D3阳极、二极管D4阴极、二极管D6阳极连接。电容C1a一端分别与二极管D2阴极、二极管D8阴极、二极管D10阳极连接。电容C1a另一端分别与电感LS1的一端、电容C1b的一端连接，电感LS1的另一端与开关管S1漏极连接，电容C1b的另一端分别与二极管D4阳极、二极管D7阳极、二极管D9阴极连接。电容C2a的一端与二极管D10阴极连接，电容C2a的另一端分别与电感LS2的一端、电容C2b的一端连接，电感LS2的另一端与开关管S2的漏极连接，电容C2b的另一端与二极管D9阳极连接。对开关管S1与开关管S2采用交错控制策略，开关管S1与开关管S2的驱动信号相位相差180°。本专利技术的交错并联ZVZCS高升压DC/DC变换器工作时，通过控制器控制开关管S1和开关管S2的导通和关断，依次在4种工作状态之间切换，工作状态如下：模态1：控制器控制开关管S1关断，开关管S2导通。电感L1放电，电感L2充电。开关管S1关断瞬间，电感L1开始放电，电流一部分通过二极管D1给电容C1充电，流回开关管S2，另一部分给电感LS1和电容C1b充电，再流经二极管D4、电容C2流向开关管S2，此过程电容C1、电容C1b、电感LS1充电，电容C2放电，电容C2电压迅速下降至0，同时电感LS1电流迅速上升至iL1；电容C2放电完毕时，电容C1电压还未上升至uC1b，因此电感LS1右端电压比左端高，iLS1电流会下降，电容C1继续充电，直到uC1=uC1b后，电流iLS1重新上升至iL1。此过程电感LS2反向充电，电感LS1电流先下降再上升至iL1，电容C1b、C2a电压上升，电容C1a电压下降。此模态开关管S1关断时实现了零电压关断。模态2：控制器控制开关管S1导通，开关管S2导通。电感L1、L2充电。开关管S1导通瞬间，由于电感LS1电流不能突变，电感LS1会从原路放电，电感LS1电流、电感LS2电流迅速下降至0，此时开关管S1实现了零电流开通。电感LS1、电感LS2通过电感LS1、电容C1a、电容C2a、电感LS2、开关管S2、开关管S1组成的支路和电感LS1、电容C1b、二极管D7、开关管S1组成的支路进行放电；此时由于电容C1电压大于电容C1a电压，电容C1会通过二极管D2、电容C1a，对电感LS1反向充电，此时电容C1、C1a、二极管D2和电感LS1形成一个谐振单元，直到电感LS1电流下降为0，此时电容C1电压小于电容C1a电压。模态3：控制器控制开关管S1导通，开关管S2关断。电感L1充电，电感L2放电。开关管S2关断瞬间，电容C2充电，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交错并联ZVZCS高升压DC/DC变换器，其特征在于，包括电感

【技术特征摘要】
1.一种交错并联ZVZCS高升压DC/DC变换器，其特征在于，包括电感L1、电感L2、开关管S1、开关管S2、无源缓冲电路、第一电压倍增单元、第二电压倍增单元，无源缓冲电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电容C1、电容C2、电感LS1、电感LS2，第一电压倍增单元包括二极管D7、二极管D8、电容C1a、电容C1b，第二电压倍增单元包括二极管D9、二极管D10、电容C2a、电容C2b；电感L1一端与直流电源E的正极连接，另一端分别与开关管S1漏极、二极管D1阳极连接；电感L2一端与直流电源E的正极连接，另一端分别与开关管S2漏极、二极管D6阴极连接；开关管S1源极分别与开关管S2源极、二极管D3阴极、二极管D7阴极、直流电源E的负极连接；二极管D2阳极分别与二极管D1阴极、二极管D5阴极、电容C1的一端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：邾玢鑫，黄杨，王辉，杨楠，佘小莉，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42