【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子，具体涉及一种非隔离高增益dc-dc变换器及控制方法。
技术介绍
1、传统的dc-dc变换器可以在占空比的极限值下实现高电压增益。然而，实际上变换器的电压增益会受到寄生电感和寄生电容的影响。此外，由于功率开关管两端的高电压应力，导致变换器在较高输出电压下的应用受到一定的限制。升压变换器的级联是一种在低占空比下提高电压增益的技术，然而，随着级数的增加，变换器的控制变得更加复杂。然而，这种变换器功率开关管仍然会受到高电压应力的影响。另一种用来实现高电压增益的技术是耦合电感器，实现高电压增益的方式是通过将次级绕组作为电压源。然而，耦合电感器的漏电感会在主开关上引起更高的电压应力。通过将两个升压变换器与绕组交叉耦合电感和电压倍增器单元(vmcs)交错，可以提供高电压增益和最小输入电流纹波。然而，增加的成本、尺寸和控制复杂性是这些类型变换器的缺点。
2、专利公开号为cn116566194a，名称为一种基于开关电容电感器的非隔离dc-dc变换器及控制方法的专利申请，包括：直流电压源、第一开关管、第二开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和输出负载。本专利技术在直流电压源和输出负载间串联电容，使非隔离dc-dc变换器具有电压隔离作用，可靠性提高。相比于其它变换器，本专利技术只有两种线性工作模式，操作简单。同时传导损耗低，转换器效率高。但该专利申请无法使用两个低电压应力的有源开关，同时开启和关闭操作复杂，无法在低占空比下实现高电压增益，
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种非隔离高增益dc-dc变换器及控制方法，结构简单，功率损耗小。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种非隔离高增益dc-dc变换器，包括：直流电压源vi、第一开关管s1、第二开关管s2、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第三二极管d3、第四二极管d4、第五二极管d5和输出负载r0；
4、所述第一开关管s1上并联有第一二极管d1，所述第二开关管s2并联有第二二极管d2；所述第一电容c1的第一端与所述第一开关管s1的源极、所述第一电感l1的第一端连接；所述第一电容c1的第二端与所述第二电感l2的第一端连接；所述第二电感l2的第二端与所述第三电容c3的第一端、所述第二开关管s2的漏极连接；所述第三电容c3的第二端与所述第三二极管d3的正极、所述第三电感l3的第一端、所述第五电容c5的第一端连接；所述第二电容c2的第二端与所述第三二极管d3的负极、所述第四电容c4的第一端、所述第二开关管s2的源极连接；所述第三电感l3的第二端与所述第四二极管d4的负极、所述第四电容c4的第一端连接；所述第五电容c5的第二端与所述第四二极管d4的正极、所述第六电容c6的第一端、所述输出负载r0的负极连接；所述第五二极管d5的负极与所述第六电容c6的第二端、所述输出负载r0的正极连接。
5、可选的，所述第一开关管s1和第二开关管s2均采用sic mosfet开关管。
6、可选的，所述第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4和第五二极管d5均采用肖特基二极管。
7、可选的，所述第一二极管d1的正极与所述直流电压源vi的正极、所述第一开关管s1的漏极连接；所述第一二极管d1的负极与所述第一电容c1的第二端连接。
8、可选的，所述第二二极管d2的正极与所述第二电感l2的第二端连接，所述第二二极管d2的负极与所述第二电容c2的第一端及所述第五二极管d5的正极连接。
9、可选的，所述第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5和第六电容c6均采用陶瓷电容。
10、可选的，所述第一电容c1采用电解电容。
11、可选的，所述的非隔离高增益dc-dc变换器还包括低通滤波器、模数转换器、比例控制器、限值模块、pi控制器和pwm控制器，所述低通滤波器能够接收所述输出负载r0的输出电压vo并将结果发送至模数转换器，所述模数转换器能够将电信号转换为数字信号，所述比例控制器能够将模数转换器的结果与参考电压vref比较，所述pi控制器能够将所述比例控制器的结果经过限值模块将信号输出限制在指定的范围内后发送至pwm控制器，所述pwm控制器能够控制所述第一开关管s1和第二开关管s2。
12、所述的一种非隔离高增益dc-dc变换器的控制方法，包括以下工作模式：
13、在ccm条件下，第一开关管s1和第二开关管s2导通时，第五二极管d5直接偏置，第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3和第四二极管d4反向偏置；第一电感l1、第二电感l2和电感l3处于充电状态，第一电容c1和第二电容c2分别通过电流il2和电流id5放电，此时第三电容c3和第五电容c5上的电压降低而第四电容c4上的电压上升；
14、在ccm条件下，第一开关管s1和第二开关管s2关断时，第三二极管d3保持反向偏置，第一二极管d1、第二二极管d2和第四二极管d4偏置，第四二极管d5是反向偏置；第一电感l1、第二电感l2和第三电感l3处于放电状态，第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3和第五电容c5均进行充电，第四电容c4进行放电，第六电容c6向输出负载r0放电；
15、在ccm条件下，当第五电容c5上的电压大小增大到第四电容c4上的电压大小时，第三二极管d3偏置，第四电容c4和第五电容c5通过电感l3并联充电。
16、可选的，还包括以下工作模式：
17、当第二二极管d2、第三二极管d3和第四二极管d4的电流在开关关断时间结束前达到0，除第一二极管d1外的所有半导体都关断。
18、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
19、本专利技术的一种非隔离高增益dc-dc变换器，该变换器通过开关电容器和lc电路可以使变换器在低占空比下实现高电压增益，同时能够降低功率器件上的电压应力。使用mosfet和标称电压较低的器件，从而降低了开关损耗和通态损耗。
20、进一步，mosfet开关管具有较强的抗干扰能力、驱动功率小、工作频率高、体积小等优点，使用mosfet开关管，可以进一步满足变换器高效经济的需求。
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1.一种非隔离高增益DC-DC变换器，其特征在于，包括：直流电压源Vi、第一开关管S1、第二开关管S2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和输出负载R0；
2.根据权利要求1所述的一种非隔离高增益DC-DC变换器，其特征在于，所述第一开关管S1和第二开关管S2均采用SiC MOSFET开关管。
3.根据权利要求1所述的一种非隔离高增益DC-DC变换器，其特征在于，所述第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和第五二极管D5均采用肖特基二极管。
4.根据权利要求1所述的一种非隔离高增益DC-DC变换器，其特征在于，所述第一二极管D1的正极与所述直流电压源Vi的正极、所述第一开关管S1的漏极连接；所述第一二极管D1的负极与所述第一电容C1的第二端连接。
5.根据权利要求1所述的一种非隔离高增益DC-DC变换器，其特征在于，所述第二二极管D2的正极与所述第二电感L2的第二端连接，所
6.根据权利要求1所述的一种非隔离高增益DC-DC变换器，其特征在于，所述第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6均采用陶瓷电容。
7.根据权利要求1所述的一种非隔离高增益DC-DC变换器，其特征在于，所述第一电容C1采用电解电容。
8.根据权利要求1所述的一种非隔离高增益DC-DC变换器，其特征在于，所述的非隔离高增益DC-DC变换器还包括低通滤波器、模数转换器、比例控制器、限值模块、PI控制器和PWM控制器，所述低通滤波器能够接收所述输出负载R0的输出电压Vo并将结果发送至模数转换器，所述模数转换器能够将电信号转换为数字信号，所述比例控制器能够将模数转换器的结果与参考电压Vref比较，所述PI控制器能够将所述比例控制器的结果经过限值模块将信号输出限制在指定的范围内后发送至PWM控制器，所述PWM控制器能够控制所述第一开关管S1和第二开关管S2。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种非隔离高增益DC-DC变换器的控制方法，其特征在于，包括以下工作模式：
10.根据权利要求9所述的一种非隔离高增益DC-DC变换器的控制方法，其特征在于，还包括以下工作模式：
...【技术特征摘要】
1.一种非隔离高增益dc-dc变换器，其特征在于，包括：直流电压源vi、第一开关管s1、第二开关管s2、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第三二极管d3、第四二极管d4、第五二极管d5和输出负载r0；
2.根据权利要求1所述的一种非隔离高增益dc-dc变换器，其特征在于，所述第一开关管s1和第二开关管s2均采用sic mosfet开关管。
3.根据权利要求1所述的一种非隔离高增益dc-dc变换器，其特征在于，所述第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4和第五二极管d5均采用肖特基二极管。
4.根据权利要求1所述的一种非隔离高增益dc-dc变换器，其特征在于，所述第一二极管d1的正极与所述直流电压源vi的正极、所述第一开关管s1的漏极连接；所述第一二极管d1的负极与所述第一电容c1的第二端连接。
5.根据权利要求1所述的一种非隔离高增益dc-dc变换器，其特征在于，所述第二二极管d2的正极与所述第二电感l2的第二端连接，所述第二二极管d2的负极与所述第二电容c2的第一端及所述第五二极管d5的正极...
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