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基于Γ型耦合电感倍压单元的L源直流升压变换器及其控制方法技术

技术编号:39961465 阅读:6 留言:0更新日期:2024-01-09 00:04
本发明专利技术提出基于Γ型耦合电感倍压单元的L源直流升压变换器及其控制方法,属于电力电子变换器的技术领域。所述基于Γ型耦合电感倍压单元的L源直流升压变换器包括直流电压源、Γ型耦合电感倍压单元和输出单元。Γ型耦合电感倍压单元包括一个耦合电感、一个二极管和一个电容,输出单元由一个二极管和一个电容组成。所述基于Γ型耦合电感倍压单元的L源直流升压变换器大大提升了电压增益,并且实现了连续的输入电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力电子变换器,尤其涉及基于γ型耦合电感倍压单元的l源直流升压变换器及其控制方法。


技术介绍

1、升压变换器广泛应用于分布式电源系统的前级变换器,实现升压功能。传统的升压变换器电路拓扑为boost电路,理论上boost电路的电压增益随着占空比的增加而增加,然而考虑到实际电路中的寄生等效串联阻抗,boost电路的实际增益并不总是随着占空比的增加而变大,因此其升压能力十分有限,并不适用于高增益直流功率变换场合,并且其开关电压与输出电压相同,使低导通电阻的功率开关无法使用,导致系统成本和损耗的增加。


技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题是针对上述
技术介绍
的不足,提出了基于γ型耦合电感倍压单元的l源直流升压变换器及其控制方法。

2、本专利技术是通过以下技术方案实现的,本专利技术提出基于γ型耦合电感倍压单元的l源直流升压变换器,所述变换器包括:直流电压源、耦合电感绕组n1、二极管d1、电容c1、耦合电感绕组n2、功率开关s、二极管do、输出电容co和负载r;

3、直流电压源的正极与耦合电感绕组n2的正极连接;耦合电感绕组n2的阴极分别与二极管d1的正极和电容c1的阴极相连;电容c1的正极与耦合电感绕组n1的正极连接;耦合电感绕组n1的阴极与二极管d1的阴极相连;耦合电感绕组n1的正极分别与功率开关s的漏极和二极管do的正极相连;二极管do的阴极分别与输出电容co的正极和负载r相连;负载r、输出电容co的阴极、功率开关s的源极和直流电压源的阴极相连。

4、本专利技术还提出一种如所述的基于γ型耦合电感倍压单元的l源直流升压变换器的控制方法,基于γ型耦合电感倍压单元的l源直流升压变换器控制信号vgs,其控制功率开关s的通断,耦合电感绕组的电流in1、in2,二极管d1的电压vd1,输出二极管do的电压vdo,整个控制过程分为2个开关模态,分别为开关模态1和开关模态2,具体描述如下:

5、开关模态1,对应时间段[t1,t2],在此阶段,功率开关s导通,直流电压vin通过二极管d1和功率开关s给耦合电感绕组n1和n2充电,根据磁感应原理,耦合电感绕组n1通过二极管d1给电容c1充电;输出二极管do反偏,输出电容co给负载电阻r独立供电,开关模态1结束;

6、开关模态2,对应时间段[t2,t3],功率开关s关断,二极管d1关断,直流电压vin、电容c1、耦合电感绕组n2通过输出二极管do给负载r和输出电容co供电,当耦合电感绕组电流in2降到最低时,开关模态2结束;

7、根据上述模态控制可得增益表达式为:

8、

9、其中d为功率开关s导通占空比,其工作范围为(0,1),耦合电感的匝数比为n=n2:n1。

10、本专利技术具有的有益效果是:

11、本专利技术提出的基于γ型耦合电感倍压单元的l源直流升压变换器及其控制方法,降低了系统成本并降低了系统的损耗,在获得高电压增益时,实现了连续的输入电流和共地性能。

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【技术保护点】

1.基于Γ型耦合电感倍压单元的L源直流升压变换器,其特征在于,所述变换器包括:直流电压源、耦合电感绕组N1、二极管D1、电容C1、耦合电感绕组N2、功率开关S、二极管Do、输出电容Co和负载R;

2.一种如权利要求1所述的基于Γ型耦合电感倍压单元的L源直流升压变换器的控制方法,其特征在于:基于Γ型耦合电感倍压单元的L源直流升压变换器控制信号Vgs,其控制功率开关S的通断,耦合电感绕组的电流iN1、iN2,二极管D1的电压VD1,输出二极管Do的电压VDo,整个控制过程分为2个开关模态,分别为开关模态1和开关模态2,具体描述如下:

【技术特征摘要】

1.基于γ型耦合电感倍压单元的l源直流升压变换器,其特征在于,所述变换器包括:直流电压源、耦合电感绕组n1、二极管d1、电容c1、耦合电感绕组n2、功率开关s、二极管do、输出电容co和负载r;

2.一种如权利要求1所述的基于γ型耦合电感倍压单元的l源直流升压变...

【专利技术属性】
技术研发人员:纪玉亮莫静山袁天清
申请(专利权)人:东北电力大学
类型:发明
国别省市:

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