一种软开关高升压变换器制造技术

本发明专利技术涉及一种软开关高升压变换器，包括：输入单元、第一谐振单元、第二谐振单元和输出单元；输入单元包括电源，其用于给第一谐振单元、第二谐振单元和输出单元充电；第一谐振单元包括第一耦合电感的初级绕组、第一开关管和第一电容，第一耦合电感的初级绕组的第二端与电源的正极连接，第一耦合电感的第一端与第一电容的第一端连接，第一电容的第二端与电源的负极连接，第一开关管的第一端与第一耦合电感的初级绕组的第一端连接，第一开关管的第二端与第一电容的第二端连接；第二谐振单元的一端与输入单元连接，另一端与输出单元连接，第二谐振单元用于给输出单元充电；本发明专利技术提供的变换器的转换效率高。变换器的转换效率高。变换器的转换效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种软开关高升压变换器


[0001]本专利技术涉及变换器
，具体涉及一种软开关高升压变换器。

技术介绍

[0002]光伏、风能、波浪能、燃料电池等可再生能源发电装置的电压水平较低，难以满足一些高压电器设备和并网发电的要求。因此需要高升压直流变换器将可再生能源发电装置的低电压等级转变为高电压，才能满足工业应用要求。Boost变换器结构简单，成本较低，且输入电流连续，已被广泛应用于工业生产中。Boost变换器结合各种升压技术能进一步提高电压增益，如基于耦合电感技术的Boost变换器，通过改变耦合电感初级绕组和次级绕组间的匝数比，在合适占空比条件下，进一步提高电压增益，实现高电压输出。
[0003]传统Boost变换器和基于耦合电感技术的Boost变换器的开关管在工作过程中均处于硬开通、硬关断状态，导致开关管的开关损耗大，降低变换器的转换效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对传统变换器转换效率低的问题，提供一种软开关高升压变换器，具体技术方案如下。
[0005]一种软开关高升压变换器包括：输入单元、第一谐振单元、第二谐振单元和输出单元；输入单元包括电源，其用于给第一谐振单元、第二谐振单元和输出单元充电。
[0006]第一谐振单元包括第一耦合电感的初级绕组、第一开关管和第一电容，第一耦合电感的初级绕组的第二端与电源的正极连接，第一耦合电感的第一端与第一电容的第一端连接，第一电容的第二端与电源的负极连接，第一开关管的第一端与第一耦合电感的初级绕组的第一端连接，第一开关管的第二端与第一电容的第二端连接。
[0007]第二谐振单元的一端与输入单元连接，另一端与输出单元连接，第二谐振单元用于给输出单元充电。
[0008]优选的，第二谐振单元包括第二耦合电感的初级绕组、第二开关管和第二电容。
[0009]第二开关管的第一端与第一开关管的第一端连接，第二开关管的第二端与第二耦合电感的初级绕组的第二端连接，第二耦合电感的初级绕组的第一端与第二电容的第一端连接，第二电容的第二端与电源的负极连接；第二开关管的第二端与输出单元连接。
[0010]优选的，所述第二谐振单元还包括第一二极管、第二二极管和第三电容，第一二极管的阳极与第一开关管的第一端连接，第一二极管的负极与第二耦合电感的初级绕组的第一端连接；第二开关管的第一端通过第三电容的第一端与第一开关管的第一端连接，第二二极管的阳极与第二开关管的第一端连接，第二二极管的阴极与电源的负极连接。
[0011]优选的，所述输入单元还包括第一电感，所述第一电感的第一端与电源的正极连接，另一端与第一耦合电感的初级绕组的第二端连接。
[0012]优选的，所述输出单元包括第一输出二极管、第二输出二极管、第三输出二极管、
第一耦合电感的次级绕组、第二耦合电感的次级绕组、第一输出电容、第二输出电容、第三输出电容和负载。
[0013]第一输出二极管的阳极与第二开关管的第二端连接，第一输出二极管的阴极与第二输出二极管的阳极连接，第二输出二极管的阴极与第三输出二极管的阳极连接，第三输出二极管的阴极与第三输出电容的第一端连接，第三输出电容的第二端与第二输出电容的一端连接，第二输出电容的第二端与第一输出电容的第一端连接，第一输出电容的第二端与电源的负极连接。
[0014]第一耦合电感的次级绕组与第二耦合电感的次级绕组串联后，一端与第三输出二极管的阳极连接，另一端与第三输出电容的第二端连接。
[0015]负载的第一端与第三电容的第一端连接，负载的第二端与第一输出电容的第二端连接。
[0016]优选的，所述第二耦合电感的次级绕组的第一端与第三输出二极管的阳极连接，第二耦合电感的次级绕组的第二端与第一耦合电感的次级绕组的第一端连接，第一耦合电感的次级绕组的第二端与第三输出电容的第二端连接。
[0017]优选的，所述第一谐振单元还包括第一耦合电感的漏感和第一耦合电感的励磁电感，第一耦合电感的漏感的第一端与第一耦合电感的初级绕组的第一端连接，第一耦合电感的漏感的第二端与第一电容的第一端连接；第一耦合电感的励磁电感并联于第一耦合电感的初级绕组两端。
[0018]所述第二谐振单元还包括第二耦合电感的漏感和第二耦合电感的励磁电感，第二耦合电感的漏感的第一端与第二耦合电感的初级绕组连接，第二耦合电感的漏感的第二端与第二开关管的第二端连接；第二耦合电感的励磁电感并联于第二耦合电感的初级绕组两端。
[0019]优选的，所述第一开关管为MOS管，第一开关管的第一端为MOS管的漏极，第一开关管的第二端为MOS管的源极，第一开关管的第三端为MOS管的栅极。
[0020]所述第二开关管为MOS管，第二开关管的第一端为MOS管的漏极，第二开关管的第二端为MOS管的源极，第二开关管的第三端为MOS管的栅极。
[0021]优选的，在一个开关周期内，变化器工作于如下六种模态，第一模态：第一开关管和第二开关管导通，第一二极管、第二二极管、第一输出二极管、第二输出二极管和第三输出二极管关断；第一耦合电感的励磁电感与第一耦合电感的漏感的电流相等；第二耦合电感的励磁电感与第二耦合电感的漏感的电流相等；当第三输出二极管零电流导通时，第一模态结束。
[0022]第二模态：第一开关管、第二开关管和第三输出二极管导通，第一二极管、第二二极管、第一输出二极管、第二输出二极管关断；电源向第一电感充电，第一电感电流增大；第一电容向第一耦合电感的励磁电感和第一耦合电感的漏感充电；第二电容和第三电容向第二耦合电感的励磁电感和第二耦合电感的漏感充电；第一电容、第二电容和第三电容通过第三输出二极管、第一耦合电感的次级绕组和第二耦合电感的次级绕组向第三输出电容充电；第一输出电容、第二输出电容、第三输出电容向负载充电；第一耦合电感的漏感与第一电容谐振，第三输出二极管零电流导通；当第三输出二极管零电流关断时，第二模态结束。
[0023]第三模态：第一开关管和第二开关管导通，第一二极管、第二二极管、第一输出二
极管、第二输出二极管和第三输出二极管关断；第一耦合电感的励磁电感与第一耦合电感的漏感的电流相等；第二耦合电感的励磁电感与第二耦合电感的漏感的电流相等；当第一开关管和第二开关管关断时，第三模态结束。
[0024]第四模态：第一二极管、第二二极管和第一输出二极管导通，第一开关管、第二开关管、第二输出二极管和第三输出二极管关断；第一耦合电感的励磁电感与第一耦合电感的漏感的电流相等；第二耦合电感的励磁电感与第二耦合电感的漏感的电流相等，当第二输出二极管零电流导通时，第四模态结束。
[0025]第五模态：第一二极管、第二二极管、第一输出二极管和第二输出二极管导通，第一开关管、第二开关管和第三输出二极管关断；电源、第一电感、第一耦合电感的励磁电感向第一电容充电；电源、第一电感通过第一二极管、第二二极管向第二电容、第三电容充电；电源、第一电感、第二耦合电感的励磁电感向第一输出电容充电；第一耦合电感的励磁电感、第二耦合电感的励本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软开关高升压变换器，其特征在于，包括：输入单元、第一谐振单元、第二谐振单元和输出单元；输入单元包括电源，其用于给第一谐振单元、第二谐振单元和输出单元充电；第一谐振单元包括第一耦合电感的初级绕组、第一开关管和第一电容，第一耦合电感的初级绕组的第二端与电源的正极连接，第一耦合电感的第一端与第一电容的第一端连接，第一电容的第二端与电源的负极连接，第一开关管的第一端与第一耦合电感的初级绕组的第一端连接，第一开关管的第二端与第一电容的第二端连接；第二谐振单元的一端与输入单元连接，另一端与输出单元连接，第二谐振单元用于给输出单元充电。2.根据权利要求1所述的一种软开关高升压变换器，其特征在于，第二谐振单元包括第二耦合电感的初级绕组、第二开关管和第二电容；第二开关管的第一端与第一开关管的第一端连接，第二开关管的第二端与第二耦合电感的初级绕组的第二端连接，第二耦合电感的初级绕组的第一端与第二电容的第一端连接，第二电容的第二端与电源的负极连接；第二开关管的第二端与输出单元连接。3.根据权利要求2所述的一种软开关高升压变换器，其特征在于，所述第二谐振单元还包括第一二极管、第二二极管和第三电容，第一二极管的阳极与第一开关管的第一端连接，第一二极管的负极与第二耦合电感的初级绕组的第一端连接；第二开关管的第一端通过第三电容的第一端与第一开关管的第一端连接，第二二极管的阳极与第二开关管的第一端连接，第二二极管的阴极与电源的负极连接。4.根据权利要求3所述的一种软开关高升压变换器，其特征在于，所述输入单元还包括第一电感，所述第一电感的第一端与电源的正极连接，另一端与第一耦合电感的初级绕组的第二端连接。5.根据权利要求4所述的一种软开关高升压变换器，其特征在于，所述输出单元包括第一输出二极管、第二输出二极管、第三输出二极管、第一耦合电感的次级绕组、第二耦合电感的次级绕组、第一输出电容、第二输出电容、第三输出电容和负载；第一输出二极管的阳极与第二开关管的第二端连接，第一输出二极管的阴极与第二输出二极管的阳极连接，第二输出二极管的阴极与第三输出二极管的阳极连接，第三输出二极管的阴极与第三输出电容的第一端连接，第三输出电容的第二端与第二输出电容的一端连接，第二输出电容的第二端与第一输出电容的第一端连接，第一输出电容的第二端与电源的负极连接；第一耦合电感的次级绕组与第二耦合电感的次级绕组串联后，一端与第三输出二极管的阳极连接，另一端与第三输出电容的第二端连接；负载的第一端与第三电容的第一端连接，负载的第二端与第一输出电容的第二端连接。6.根据权利要求5所述的一种软开关高升压变换器，其特征在于，所述第二耦合电感的次级绕组的第一端与第三输出二极管的阳极连接，第二耦合电感的次级绕组的第二端与第一耦合电感的次级绕组的第一端连接，第一耦合电感的次级绕组的第二端与第三输出电容的第二端连接。7.根据权利要求6所述的一种软开关高升压变换器，其特征在于，所述第一谐振单元还
包括第一耦合电感的漏感和第一耦合电感的励磁电感，第一耦合电感的漏感的第一端与第一耦合电感的初级绕组的第一端连接，第一耦合电感的漏感的第二端与第一电容的第一端连接；第一耦合电感的励磁电感并联于第一耦合电感的初级绕组两端；所述第二谐振单元还包括第二耦合电感的漏感和第二耦合电感的励磁电感，第二耦合电感的漏感的第一端与第二耦合电感的初级绕组连接，第二耦合电感的漏感的第二端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐卫平，乐子毅，
申请(专利权)人：深圳市恒运昌真空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：