交错升压变换器制造技术

本实用新型专利技术公开一种电力电子技术领域的交错升压变换器，包括升压电路和滤波电路，所述升压电路的输出端与所述滤波电路的输入端相连,所述升压电路的输入端与电源的正极和负极相连；所述滤波电路为电容滤波电路，滤波电路的两端分别连接升压电路的两个输出端，并作为交错升压变换器的输出端。本实用新型专利技术输出电压等级高，输出直流电压稳定，电路结构简单，开关应力小，电源利用率高，成本低廉，适合低直流电压输入-高直流电压输出的应用场合，如光伏发电、电动汽车和通信电源等。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电力电子
的交错升压变换器，具体地说，涉及的是一种大于15倍压输出的直流升压变换器。
技术介绍
DC-DC升压变换器是光伏发电、电动汽车和通信电源的重要组成部分。随着我国光伏产业、新能源汽车和通信的迅猛发展，对于DC-DC升压变换器的需求越来越旺盛，对DC-DC升压变换器的输出电压等级要求也越来越高。体积小、重量轻、稳定性好、安全系数高、低直流电压输入的DC-DC升压变换器符合光伏发电、电动汽车和通信的发展要求，具有良好的应用前景。DC-DC升压变换器为了完成较低直流电压输入-高直流电压输出，可以采用带隔离升压变压器的方案和非隔离方案。目前对于后者可以采用两种倍压方法二级交错和二级串联。二级倍压电路将输入的低直流电压升压变换为高直流电压，电路结构简单，控制容易，成本较低，但是升压能力仍然有限，不能满足较低直流电压供电的应用场合。与带隔离型升压变压器的方案相比，非隔离型的DC-DC变换器具有体积小，结构简单，成本低廉，电源利用率高，稳定可靠的优点。经过对现有适合低压直流电压输入-高压直流电压输出应用场合的升压变换器技术的检索发现，“A Bridgeless Interleaved PWM Boost Rectifier with IntrinsicVoltage-Doubler Characteristic，，(Telecommunications Energy Conference, 2009)中描述的DC-DC升压变换器的输出电压等级低，功能和性能较差，很难应用于光伏发电、电动汽车和通信电源等应用场合。为了完成低直流电压输入-高直流电压输出，采用交错升压变换电路，电源利用率高，输出直流电流波幅小，供电质量高，扩大低压电源的应用场合。综上所述，现有的低直流电压输入-高直流电压输出变换器的输出电压等级低，不适用于光伏发电、电动汽车和通信电源等需要高电压等级输出的场合。随着实践应用的扩大，设计一种结构简单、控制简便、成本低廉、输出电压等级高的升压变换器已成为本领域技术人员的当务之急。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供一种交错升压变换器，使其实现DC/DC变换。为实现上述的目的，本技术所述的交错升压变换器，包括依次级联的升压电路和滤波电路，其中升压电路的输出端与滤波电路的输入端相连。所述升压电路两端分别与两个电源的正极和负极相连；所述滤波电路为电容滤波电路，两端分别相连整流器的两个输出端。所述的升压电路为交错升压变换电路第一电解电容正极与输入电源正极相连，负极与输入电源负极相连。第一电感两端分别与输入电源正极和第一节点A相连，第二电感两端分别与输入电源正极和第二节点B相连，第三电感两端分别与输入电源正极和第三节点C相连。第一 IGBT集电极与第一节点A相连，发射极与输入电源负极相连；第二 IGBT集电极与第二节点B相连，发射极与输入电源负极相连；第三IGBT集电极与第三节点C相连，发射极与输入电源负极相连。第一二极管的阳极与第二节点B相连，阴极与第四节点D相连；第二二极管阳极与第一节点A相连，阴极与第六节点F相连；第三二极管阳极与第六节点F相连，阴极与节点G相连；第四二极管阳极与第四节点D相连，阴极与第五节点E相连；第五二极管阳极与第五节点E相连，阴极与输出电源正极相连。第二电解电容负极与第一节点A相连,正极与第四节点D相连；第三电解电容负极与第二节点B相连,正极与第六节点F相连；第四电解电容负极与第三节点C相连，正极与节点G相连。所述的交错升压变换电路中所述的三个IGBT的门极接受PWM脉冲控制信号，并且使得三个IGBT的工作时序为在一个开关周期中，初始时，第一 IGBT、第二 IGBT和第三IGBT同时开通 ’第一 IGBT、第二 IGBT和第三IGBT依次关断，时间依次相差1/3个开关周期，第一 IGBT、第二 IGBT和第三IGBT依次开通，时间依次相差1/3个开关周期；每个IGBT 的门极接受PWM脉冲控制信号的占空比相同。如此循环，输出三级倍压直流电压。所述的滤波电路为电容滤波电路，第五电解电容正极与输出电源正极相连，负极与输出电源负极相连，第一电阻为稳定电阻与第五电容两端并联。采用上述技术方案，本技术利用交错升压电路将低直流电压转换为高直流电压进行处理，制定了低直流电压输入-高直流电压输出的升压变换器，升压结构简单，控制方便，可将输入低直流电压升压处理，开关应力小，电源利用率高，输出电压稳定性好，安全系数高，能够适应电动汽车和通信电源等应用场合。本技术具有设计结构新颖、通用性强、成本低等优点。附图说明图1为本技术电路原理图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术的技术方案作进一步的解释，但是以下的内容不用于限定本技术的保护范围。如图1所示，本实施例提供一种24V输入-385V输出的直流升压变换器，功率等级为2. OkW，包括依次级联的升压电路I和滤波电路2，升压电路I的输出端与滤波电路2的输入端相连。所述的升压电路I为交错升压变换电路第一电解电容El正极与输入电源正极Pl相连，负极与输入电源负极NI相连。第一电感LI两端分别与输入电源正极Pl和第一节点A相连，第二电感L2两端分别与输入电源正极Pl和第二节点B相连，第三电感L3两端分别与输入电源正极Pl和第三节点C相连。第一 IGBT SI集电极与第一节点A相连，发射极与输入电源负极NI相连；第二 IGBTS2集电极与第二节点B相连，发射极与输入电源负极NI相连；第三IGBT S3集电极与第三节点C相连，发射极与输入电源负极NI相连。第一二极管FRDl的阳极与第二节点B相连，阴极与第四节点D相连；第二二极管FRD2阳极与第一节点A相连，阴极与第六节点F相连；第三二极管FRD3阳极与第六节点F相连，阴极与节点G相连；第四二极管FRD4阳极与第四节点D相连，阴极与第五节点E相连；第五二极管FRD5阳极与第五节点E相连，阴极与输出电源正极P2相连。第二电解电容E2负极与第一节点A相连，正极与第四节点D相连；第三电解电容E3负极与第二节点B相连，正极与第六节点F相连；第四电解电容E4负极与第三节点C相连，正极与节点G相连。所述的交错升压变换电路I中IGBT的门极接受PWM脉冲控制信号，并且使得三个IGBT的工作时序为在一个开关周期中，初始时，第一 IGBT S1、第二 IGBT S2和第三IGBTS3同时开通；第一 IGBT S1、第二 IGBT S2和第三IGBTS3依次关断，时间依次相差1/3个开关周期，第一 IGBT S1、第二 IGBT S2和第三IGBT S3依次开通，时间依次相差1/3个开关周期；每个IGBT接受PWM脉冲控制信号的占空比相同。如此循环，输出三级倍压直流电压。所述的电感LI L3为ImH。 所述的电解电容El为铝电解电容2200yF/50V，电解电容E2飞3为铝电解电容2200 μ F/200V,电容 Ε4 为铝电解电容 2200 μ F/250V。所述的IGBT SI S3为功率IGBT400V/10A/100。C，IGBTSl S3的驱动脉冲根据开关电路所需的输出波形进行调节，开关频率为20kHz。所述的二极管FRDl FR本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交错升压变换器，包括升压电路和滤波电路，所述升压电路的输出端与所述滤波电路的输入端相连，其特征在于：所述的升压电路为交错升压变换电路：第一电解电容正极与输入电源正极相连，负极与输入电源负极相连；第一电感两端分别与输入电源正极和第一节点A相连，第二电感两端分别与输入电源正极和第二节点B相连，第三电感两端分别与输入电源正极和第三节点C相连；第一IGBT集电极与第一节点A相连，发射极与输入电源负极相连；第二IGBT集电极与第二节点B相连，发射极与输入电源负极相连；第三IGBT集电极与第三节点C相连，发射极与输入电源负极相连；第一二极管的阳极与第二节点B相连，阴极与第四节点D相连；第二二极管阳极与第一节点A相连，阴极与第六节点F相连；第三二极管阳极与第六节点F相连，阴极与节点G相连；第四二极管阳极与第四节点D相连，阴极与第五节点E相连；第五二极管阳极与第五节点E相连，阴极与输出电源正极相连；第二电解电容负极与第一节点A相连，正极与第四节点D相连；第三电解电容负极与第二节点B相连，正极与第六节点F相连；第四电解电容负极与第三节点C相连，正极与节点G相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆飞，王男，杨喜军，唐厚君，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：实用新型
国别省市：