【技术实现步骤摘要】
高电压增益直流升压变换器及其控制方法
本专利技术属于直流变换器
，具体涉及了一种高电压增益直流升压变换器及其控制方法。
技术介绍
高电压增益直流升压变换器在电动汽车、新能源发电系统等场合具有广泛的应用需求。通常中、小功率燃料电池、太阳能光伏电池、蓄电池等输出电压较低且波动范围较宽，需通过高电压增益直流变换器变换为稳定的直流电为直流负载供电，或经过后级逆变器变换为交流电为交流负载供电。传统的升压变换器有两电平Boost拓扑、三电平Boost拓扑等。在高升压比的情况下，其主开关管占空比较大，导致同步整流管或续流二极管导通时间短且电流峰值高、电流纹大，二极管的反向恢复问题也变得非常严重。同时，当电压增益升高时，常规Boost电路中用于直接能量传输的等效占空比大幅减小，开关周期内的有效能量传输时间减小，器件的导通损耗大幅增加，因此在高升压比情况下效率较低。基于隔离变压器的隔离型电路拓扑可通过调整变压器变比实现高电压增益，然而这类电路需要解决漏感带来的电压尖峰等问题，且由于软开关范围较窄、开关频率变化范围较大等因素导致电...
【技术保护点】
1.一种高电压增益直流升压变换器，其特征在于，该变换器包括输入母线支撑电容、耦合电感、主开关管、电压箝位单元、电荷泵升电容、辅助二极管、辅助电感、输出半桥、输出直流滤波电容；/n所述输入母线支撑电容，用于平滑输入的直流母线电压并提供所述主开关管开通瞬间的脉冲电流；/n所述耦合电感，用于所述主开关管开通和关断的过程中的能量存储和释放，并通过其原、副边绕组实现低压侧到高压侧的能量传递以及通过其原、副边绕组匝比升高副边电压；/n所述主开关管，通过高频开关状态为所述耦合电感提供交变电压；还通过开关管的占空比实现对耦合电感和电荷泵电容中存储能量的控制；/n所述电压箝位单元，用于在主开...
【技术特征摘要】
1.一种高电压增益直流升压变换器，其特征在于，该变换器包括输入母线支撑电容、耦合电感、主开关管、电压箝位单元、电荷泵升电容、辅助二极管、辅助电感、输出半桥、输出直流滤波电容；
所述输入母线支撑电容，用于平滑输入的直流母线电压并提供所述主开关管开通瞬间的脉冲电流；
所述耦合电感，用于所述主开关管开通和关断的过程中的能量存储和释放，并通过其原、副边绕组实现低压侧到高压侧的能量传递以及通过其原、副边绕组匝比升高副边电压；
所述主开关管，通过高频开关状态为所述耦合电感提供交变电压；还通过开关管的占空比实现对耦合电感和电荷泵电容中存储能量的控制；
所述电压箝位单元，用于在主开关管关断瞬间吸收漏感能量以及在主开关管关断过程中为耦合电感存储能量提供释放通路；
所述电荷泵生电容，用于实现所述主开关管开关过程中能量的传递，并吸收所述耦合电感的原边漏感引起的尖峰电压；
所述辅助二极管，用于在所述主开关管和所述输出半桥的输出开关管下管开通过程中，为所述箝位电容提供放电通路；
所述辅助电感，用于抑制所述箝位电容放电过程中的尖峰电流，通过与所述电荷泵生电容之间的谐振，减小主开关管的电流峰值和电流有效值以及与所述耦合电感副边的漏感、输出半桥上开关管和下开关管的寄生电容进行谐振，实现输出半桥上开关管和下开关管的软开关；
所述输出半桥模块，用于为所述耦合电感的副边电流和输出电流提供续流通路；
所述输出直流滤波电容，用于平滑输出的直流母线电压，并吸收所述输出半桥的脉冲电流。
2.根据权利要求1所述的高电压增益直流升压变换器，其特征在于，所述变换器，其各模块连接关系为：
所述输入母线支撑电容的正极与所述耦合电感原边绕组的非同名端相连，作为输入电源的正极连接点；
所述耦合电感原边绕组的同名端与副边绕组的非同名端之间串联所述电荷泵升电容；
所述主开关管漏极连接至所述耦合电感原边绕组的同名端以及所述电压箝位单元的第一连接端；
所述电压箝位单元的第二连接端连接至所述辅助二极管的阳极；
所述辅助二极管的阴极与所述辅助电感串接后连接至所述耦合电感副边绕组的非同名端；
所述输出半桥的第一连接端连接至所述耦合电感副边绕组的同名端，所述输出半桥的第二连接端与所述输出直流滤波电容的正极相连，作为输出负载的正极连接点；
所述输入母线支撑电容的负极、主开关管的源极、电压箝位单元的第三连接端、输出半桥的第三连接端以及输出直流滤波电容的负极连接到一起，作为输入电源以...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹国恩，王一波，张瑾，王哲，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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