一種含有軟開關(guān)的兩端口輸入ZVT高增益Boost變換器制造技術(shù)

一種含有軟開關(guān)的兩端口輸入ZVT高增益Boost變換器，實現(xiàn)兩路輸入可調(diào)高增益，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包含兩個輸入源，兩個電感，兩個功率開關(guān)，兩個輸出二極管，倍壓單元和軟開關(guān)輔助電路；第一電感和第二電感的輸入端分別接兩個輸入電源的正極，第一電感和第二電感的輸出端分別接第一功率開關(guān)和第二功率開關(guān)的漏極，第一功率開關(guān)和第二功率開關(guān)的源極接入輸入電源的負(fù)極；兩個功率開關(guān)的柵極分別接入各自的控制器；兩個功率開關(guān)的驅(qū)動相位之間相差180°,即采用交錯控制策略；電路中的倍壓單元可在原電路的增益基礎(chǔ)上提高增益倍數(shù)，而軟開關(guān)輔助電路可實現(xiàn)兩個功率開關(guān)的無損零電壓關(guān)斷。本實用新型專利技術(shù)電路拓?fù)洳淮嬖谧儔浩骱婉詈想姼校珽MI特性好，軟開關(guān)輔助電路可以實現(xiàn)開關(guān)管零電壓關(guān)斷，大幅降低開關(guān)管的損耗，提高了變換器整體工作效率。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種含有軟開關(guān)的兩端口輸入ZVT高增益Boost變換器
本技術(shù)涉及一種DC-DC變換器，具體是一種含有軟開關(guān)的兩端口輸入ZVT高增益Boost變換器。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有技術(shù)中，大多是基本的一端口輸入升壓型(Boost)變換器，其結(jié)構(gòu)較為簡單，具備升壓能力，但是升壓能力不足，開關(guān)管導(dǎo)通或關(guān)斷過程中的導(dǎo)通損耗大，相關(guān)器件電壓應(yīng)力大，能量的利用率低，從而導(dǎo)致變換器整體工作效率不高。由于變換器本身結(jié)構(gòu)和升壓能力的限制，不足以勝任一些需要多端口輸入和輸入輸出電壓差較大的場合，例如:電動汽車系統(tǒng)、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)等，從而導(dǎo)致應(yīng)用范圍較窄。這些問題引起了越來越多的國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，經(jīng)過研究提出了相應(yīng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或者解決方案。經(jīng)分析，現(xiàn)有的具有高增益能力的電路拓?fù)洌饕煞譃槿N：第一種是借助變壓器，在原有的DC-DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上添加一個或多個高頻變壓器，通過改變高頻變壓器的變比實現(xiàn)高增益升壓的目的，但這種方案電能經(jīng)過了多次轉(zhuǎn)換，整個系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率較低；第二種是采用耦合電感實現(xiàn)高增益升壓，耦合電感的使用，能夠?qū)崿F(xiàn)大電壓變比，但是存在漏感，并且常會引起開關(guān)器件電壓應(yīng)力過高，且會帶來電磁干擾等影響。第三種是利用開關(guān)電容，盡管這種方案可以實現(xiàn)大變比升壓，但是由于開關(guān)器件過多，使得電路的控制過于復(fù)雜。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為解決現(xiàn)有技術(shù)中變換器不能多端口輸入，升壓能力不夠，能量轉(zhuǎn)換效率低，開關(guān)損耗較大，升壓能力不可調(diào)等技術(shù)問題。本技術(shù)提供一種含有軟開關(guān)的兩端口輸入ZVT高增益Boost變換器，其電路拓?fù)洳淮嬖谧儔浩骱婉詈想姼校珽MI特性好，軟開關(guān)輔助電路可以實現(xiàn)開關(guān)管零電壓關(guān)斷，大幅降低開關(guān)管的損耗，提高了變換器整體工作效率。本技術(shù)采取的技術(shù)方案為：一種含有軟開關(guān)的兩端口輸入ZVT高增益Boost變換器，包括兩個輸入電源V1、V2，兩個電感L1、L2，兩個功率開關(guān)S1、S2，兩個輸出二極管D01、D02、倍壓單元、軟開關(guān)輔助電路；第一電感L1和第二電感L2的輸入端分別接兩個電源V1、V2的正極，第一電感L1和第二電感L2的輸出端分別接第一功率開關(guān)S1和第二功率開關(guān)的漏極，第一功率開關(guān)S1和第二功率開關(guān)S2的源極接入電源V1、V2的負(fù)極；兩個功率開關(guān)S1、S2的柵極分別接入各自的控制器；兩個功率開關(guān)S1、S2的驅(qū)動相位之間相差180°，即采用交錯控制策略；第一電感L1的輸出接倍壓單元的第一接口，倍壓單元的第四接口接軟開關(guān)輔助電路的第一個接口，同時經(jīng)過正向連接的輸出二極管D01接變換器輸出端的正極，軟開關(guān)輔助電路的第四個接口接變換器輸出端的正極；第二電感L2的輸出接倍壓單元的第二接口，倍壓單元的第三接口接軟開關(guān)輔助電路的第二個接口，同時經(jīng)過正向連接的輸出二極管D02接變換器輸出端的正極，軟開關(guān)輔助電路的第三個接口接變換器輸出端的正極；變換器輸出端的負(fù)極與兩個輸入電源V1、V2的負(fù)極相連；變換器輸出端的正極和負(fù)極之間還接有輸出濾波電容C0；其中，倍壓單元由兩個二極管和兩個電容構(gòu)成有四個端口的單元，第一個端口經(jīng)過二極管D1接第三端口，并且第一端口經(jīng)電容C1接第四端口；第二個端口經(jīng)過二極管D2接第四端口，并且第二端口經(jīng)電容C2接第三端口；軟開關(guān)輔助電路由四個二極管和兩個電容構(gòu)成有四個端口的單元，第一個端口經(jīng)過二極管Da1、Da2接第三端口，并且第一端口經(jīng)電容Ca1、Da4接第四端口；第二個端口經(jīng)過二極管Da3、Da4接第四端口，并且第二端口經(jīng)電容Ca2、Da2接第三端口。所述倍壓單元為n個，n為自然數(shù)，取值范圍為n≥1。第一個倍壓單元的第四個端口接第二個倍壓單元的第一個端口，以此類推，一直到第n個倍壓單元；第n個倍壓單元的第四個端口接軟開關(guān)輔助電路的第一個接口，同時經(jīng)過正向連接的輸出二極管D01接變換器輸出端的正極，軟開關(guān)輔助電路的第四個接口接變換器輸出端的正極；第一個倍壓單元的第三個端口接第二個倍壓單元的第二個端口，以此類推，一直到第n個倍壓單元；第n個倍壓單元的第三接口接軟開關(guān)輔助電路的第二個接口，同時經(jīng)過正向連接的輸出二極管D02接變換器輸出端的正極，軟開關(guān)輔助電路的第三個接口接變換器輸出端的正極。本技術(shù)一種含有軟開關(guān)的兩端口輸入ZVT高增益Boost變換器，技術(shù)效果如下：1：本專利技術(shù)實現(xiàn)了兩路輸入高增益，并且兩路輸入均可調(diào)，兩輸入端口的電壓等級可以不一致，實現(xiàn)不同電壓等級的接入，擴展了應(yīng)用范圍。2：本專利技術(shù)加入倍增單元組成高增益升壓網(wǎng)絡(luò)，電路中每增加一個倍壓單元，則該電路的增益效果在原有的基礎(chǔ)上增加一倍，當(dāng)有n個倍壓單元時，電路的增益比會達到基本電路的(n+1)倍；此電路具有高增益升壓能力，每路輸出均可控，根據(jù)不同應(yīng)用場合，可以設(shè)計不同倍壓單元數(shù)量的變換器。3：本電路中加入軟開關(guān)輔助電路，使得功率開關(guān)S1、S2均實現(xiàn)了無損零電壓關(guān)斷，減少了開關(guān)損耗，提高了工作效率。電路中開關(guān)器件的電壓應(yīng)力大幅降低，可選擇的范圍較廣。4：與現(xiàn)有的高增益升壓變換器相比，本專利技術(shù)電路拓?fù)洳缓凶儔浩骱婉詈想姼校珽MI特性好，設(shè)計簡單，采用交錯并聯(lián)控制方法。附圖說明圖1是本技術(shù)實施方式含有n個倍壓單元時的一般電路原理圖。圖2是本技術(shù)ZVT高增益升壓變換器一實施例的電路原理圖。圖3是本技術(shù)中采用的單一倍壓單元的電路圖。圖4是本技術(shù)中采用的軟開關(guān)輔助電路的電路圖。具體實施方式如圖2所示，一種兩端口輸入ZVT高增益升壓型直流變換器，由低壓輸入電源、DC-DC升壓電路和軟開關(guān)輔助電路組成；所述的兩端口輸入ZVT高增益升壓型(Boost)變換器包含兩個輸入電源V1、V2，兩個電感L1、L2，兩個功率開關(guān)S1、S2，兩個輸出二極管D01、D02、一個倍壓單元以及軟開關(guān)輔助電路；倍壓單元數(shù)量可根據(jù)實際應(yīng)用場合來確定。第一電感L1和第二電感L2的輸入端分別接兩個電源V1、V2的正極，第一電感L1和第二電感L2的輸出端分別接第一功率開關(guān)S1和第二功率開關(guān)的漏極，第一功率開關(guān)S1和第二功率開關(guān)S2的源極接入電源V1、V2的負(fù)極；兩個功率開關(guān)S1、S2的柵極分別接入各自的控制器；兩個功率開關(guān)S1、S2的驅(qū)動相位之間相差180°,即采用交錯控制策略；第一電感L1的輸出接倍壓單元的第一接口，倍壓單元的第四接口接軟開關(guān)輔助電路的第一個接口，同時經(jīng)過正向連接的輸出二極管D01接變換器輸出端的正極，軟開關(guān)輔助電路的第四個接口接變換器輸出端的正極；第二電感L2的輸出接倍壓單元的第二接口，倍壓單元的第三接口接軟開關(guān)輔助電路的第二個接口，同時經(jīng)過正向連接的輸出二極管D02接變換器輸出端的正極，軟開關(guān)輔助電路的第三個接口接變換器輸出端的正極；變換器輸出端的負(fù)極與兩個輸入電源V1、V2的負(fù)極相連；變換器輸出端的正極和負(fù)極之間還接有輸出濾波電容C0；如圖3所示，倍壓單元由兩個二極管和兩個電容構(gòu)成有四個端口的單元，第一個端口經(jīng)過二極管D1接第三端口，并且第一端口經(jīng)電容C1接第四端口；第二個端口經(jīng)過二極管D2接第四端口，并且第二端口經(jīng)電容C2接第三端口；參見圖4，軟開關(guān)輔助電路由四個二極管和兩個電容構(gòu)成有四個端口的單元，第一個端口經(jīng)過二極管Da1、Da2接第三端口，并且第一端口經(jīng)電容Ca1、Da4接第四端口；第二個端口經(jīng)過二極管Da3、Da4接第四端口，并且第二端本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種含有軟開關(guān)的兩端口輸入ZVT高增益Boost變換器，其特征在于：包括兩個輸入電源V1、V2，兩個電感?L1、L2，兩個功率開關(guān)S1、S2，兩個輸出二極管D

【技術(shù)特征摘要】
1.一種含有軟開關(guān)的兩端口輸入ZVT高增益Boost變換器，其特征在于：包括兩個輸入電源V1、V2，兩個電感L1、L2，兩個功率開關(guān)S1、S2，兩個輸出二極管D01、D02、倍壓單元、軟開關(guān)輔助電路；第一電感L1和第二電感L2的輸入端分別接兩個電源V1、V2的正極，第一電感L1和第二電感L2的輸出端分別接第一功率開關(guān)S1和第二功率開關(guān)的漏極，第一功率開關(guān)S1和第二功率開關(guān)S2的源極接入電源V1、V2的負(fù)極；兩個功率開關(guān)S1、S2的柵極分別接入各自的控制器；兩個功率開關(guān)S1、S2的驅(qū)動相位之間相差180o，即采用交錯控制策略；第一電感L1的輸出接倍壓單元的第一接口，倍壓單元的第四接口接軟開關(guān)輔助電路的第一個接口，同時經(jīng)過正向連接的輸出二極管D01接變換器輸出端的正極，軟開關(guān)輔助電路的第四個接口接變換器輸出端的正極；第二電感L2的輸出接倍壓單元的第二接口，倍壓單元的第三接口接軟開關(guān)輔助電路的第二個接口，同時經(jīng)過正向連接的輸出二極管D02接變換器輸出端的正極，軟開關(guān)輔助電路的第三個接口接變換器輸出端的正極；變換器輸出端的負(fù)極與兩個輸入電源V1、V2的負(fù)極相連；變換器輸出端的正極和負(fù)極之間還接有輸出濾波電容C0；其中，倍壓單元由兩個二極管和兩個電容構(gòu)成有四個端口的單元，第一個端口經(jīng)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王輝，余楷，邾玢鑫，馬輝，魏業(yè)文，
申請(專利權(quán))人：三峽大學(xué)，
類型：新型
國別省市：湖北,42