一种高增益制造技术

本发明专利技术涉及一种高增益

【技术实现步骤摘要】
一种高增益DC
‑
DC变换器


[0001]本专利技术属于直流变换器
，具体涉及一种高增益
DC
‑
DC
变换器
。

技术介绍

[0002]由于传统
Boost
变换器受限于极值占空比而出现功率损耗高
、
电压应力高和电路电流纹波大的问题，从而导致其已不再适用于高增益
、
大功率的应用场合，为此需要提出高效率的高升压变换器
。
国内外专家学者对如何解决传统升压变换器的高电压应力和高功率损耗展开了一系列卓有成效的研究，现状常用的方法有：采用开关电容
、
开关电感
、
耦合电感
、
级联技术或基于阻抗网络等，上述的方法均存在一些不足，如在高升压应用中采用开关电容，器件数量就会增加，提高了成本；而采用开关电感会增加电路损耗和电路的复杂性，同样造成成本增加成本；使用耦合电感则其漏感可能会导致开关上出现较大的电压尖峰，造成开关的高电压应力，出现效率的降低；采用级联技术需要大量的器件，包括无源元件和功率半导体器件，控制系统也变得越来越复杂；采用基于阻抗网络也会导致功率开关和输出二极管受到高电压应力
。
因此目前采用的升压技术主要存在器件数量大
、
电路损耗大和开关电压应力高的问题
。
[0003]因此，有必要研究既能实现高升压，又能减少器件数量
、
降低电路损耗和实现低开关电压应力的
DC
‑
DC
变换器
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供了高增益
DC
‑
DC
变换器，旨在解决传统升压变换器的器件数量大
、
电路电流纹波大
、
电路损耗高和开关电压应力高的问题，提高了
DC
‑
DC
变换器的变换效率
。
[0005]技术方案如下：
[0006]一种高增益
DC
‑
DC
变换器，包括升压单元
、
耦合电感单元
、
输出滤波单元，输入电源
Vin
依次经过串连的升压单元
、
耦合电感单元
、
输出滤波单元后输出到负载
R
；其中升压单元由开关管
Q、
一端与输入电源正极连接另一端与开关管
Q
的漏极连接的升压电感
L、
阴极与电容
C1
正极连接且阳极与开关管
Q
的漏极连接的二极管
D1
组成；耦合电感单元由连接二极管
D1
阴极及电容
C1
正极的原边绕组
Np
和连接二极管
D2
阳极及电容
C1
负极的副边绕组
Ns
组成的变压器
、
串连在原边绕组
Np
和与副边绕组
Ns
中的漏电感
Lk、
并联在原边绕组
Np
上的励磁电感
Lm、
负极与二极管
D1
阳极及连接且正极连接在漏电感
Lk
与副边绕组
Ns
之间的电容
C2、
负极与原边绕组
Np
连接且正极与二极管
D2
阴极及二极管
D3
阳极连接的电容
C4、
阳极与副边绕组
Ns
连接的二极管
D2、
负极与副边绕组
Ns
后的电容
C3、
阳极与二极管
D2
阴极连接且阴极与电容
C3
正极连接的二极管
D3
组成；输出滤波单元由阳极与二极管
D3
阴极连接的二极管
D4
和正极与二极管
D4
阴极连接且负极与输入电源负极连接的滤波电容
Co
组成
。
[0007]进一步的，开关管
Q
的源极与电容
C1
负极
、
输入电源负极连接，二极管
D1
阳极连接开关管
Q
的漏极
。
[0008]进一步的，开关管
Q
为
MOSFET、SiC
‑
MOSFET
或
IGBT
中的一种
。
[0009]进一步的，二极管
D1
‑
D4
为肖特基二极管或碳化硅肖特基二极管
。
[0010]进一步的，电容
C1
‑
C4
为薄膜电容；滤波电容
Co
为电解电容
。
[0011]有益效果：
[0012]1)
本专利技术的高增益
DC
‑
DC
变换器为单向变换，解决传统升压变换器的器件数量大
、
电路电流纹波大
、
电路损耗高和开关电压应力高的问题，提高了
DC
‑
DC
变换器系统的变换效率
。
[0013]2)
本专利技术的高增益
DC
‑
DC
变换器采用耦合电感，可在无极值占空比情况下实现高电压增益和低开关电压应力
。
[0014]3)
本专利技术的高增益
DC
‑
DC
变换器通过在输入端连接升压电感，可获得连续输入电流
。
[0015]4)
本专利技术的高增益
DC
‑
DC
变换器可有效回收漏感能量
。
附图说明
[0016]图1为本专利技术高增益
DC
‑
DC
变换器的电路拓扑结构图；
[0017]图2为本专利技术高增益
DC
‑
DC
变换器的波形原理图
。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明：
[0019]如图1所示一种高增益
DC
‑
DC
变换器，包括升压单元
、
耦合电感单元
、
输出滤波单元，输入电源
Vin
依次经过串连的升压单元
、
耦合电感单元
、
输出滤波单元后输出到负载
R
；其中升压单元由开关管...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高增益
DC
‑
DC
变换器，其特征在于：包括升压单元
、
耦合电感单元
、
输出滤波单元，输入电源
Vin
依次经过串连的升压单元
、
耦合电感单元
、
输出滤波单元后输出到负载
R
；其中升压单元由开关管
Q、
一端与输入电源正极连接另一端与开关管
Q
的漏极连接的升压电感
L、
阴极与电容
C1
正极连接且阳极与开关管
Q
的漏极连接的二极管
D1
组成；耦合电感单元由连接二极管
D1
阴极及电容
C1
正极的原边绕组
Np
和连接二极管
D2
阳极及电容
C1
负极的副边绕组
Ns
组成的变压器
、
串连在原边绕组
Np
和与副边绕组
Ns
中的漏电感
Lk、
并联在原边绕组
Np
上的励磁电感
Lm、
负极与二极管
D1
阳极及连接且正极连接在漏电感
Lk
与副边绕组
Ns
之间的电容
C2、
负极与原边绕组
Np
连接且正极与二极管
D2
阴极及二极管
D3
阳极连接的电容
C4、
阳极与副边绕组
Ns
连接的二极管
D2、
负极...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚志垒，关诗丽，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：