一种包括无损缓冲电路的交错并联Boost变换器制造技术

一种包括无损缓冲电路的交错并联Boost变换器，包括电感L1、电感L2、……电感Ln，所述电感L1、电感L2、……电感Ln的输入端连接输入电源Vin的正极；所述电感L1、电感L2、……电感Ln的输出端分别连接二极管D1、二极管D2、……二极管Dn的阳极；所述电感L1、电感L2、……电感Ln的输出端分别连接功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管Sn的集电极；二极管D1、二极管D2、……二极管Dn的阴极均连接滤波电容C0一端；所述功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管Sn的发射极、滤波电容C0另一端均连接入电源Vin的负极。本实用新型专利技术可以有效降低功率开关管关断损耗的辅助电路，要求结构简单；不改变原变换器性能，控制及驱动电路实现难度，成本低且无能量损耗。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种包括无损缓冲电路的交错并联Boost变换器，包括电感L1、电感L2、……电感Ln，所述电感L1、电感L2、……电感Ln的输入端连接输入电源Vin的正极；所述电感L1、电感L2、……电感Ln的输出端分别连接二极管D1、二极管D2、……二极管Dn的阳极；所述电感L1、电感L2、……电感Ln的输出端分别连接功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管Sn的集电极；二极管D1、二极管D2、……二极管Dn的阴极均连接滤波电容C0一端；所述功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管Sn的发射极、滤波电容C0另一端均连接入电源Vin的负极。本技术可以有效降低功率开关管关断损耗的辅助电路，要求结构简单；不改变原变换器性能，控制及驱动电路实现难度，成本低且无能量损耗。【专利说明】—种包括无损缓冲电路的交错并联Boost变换器
本技术涉及一种交错并联Boost变换器，特别是一种包括无损缓冲电路的交错并联Boost变换器。
技术介绍
传统的基本Boost变换器,其电路结构包括一个电感,一个功率开关管,一个输出二极管。其中电感的输入端连接输入电源的正极，输出端接二极管的阳极，二极管的阴极接变换器输出端的正极；在电感和二极管的阳极之间接功率开关的漏极，功率开关源极接变换器的负极。这种基本Boost变换器在应用于大功率场合，开关管的关断损耗由于IGBT的电流拖尾效应而变的很高，关断损耗在整个变换器的损耗中也占据了相当大的比例。导致变换器所需的散热器体积较大，开关管的工作频率也受到了限制，整个开关电源的功率密度较低。这对于一些对电源体积和重量要求较高的应用场合来说极为不利，如电动汽车、飞机中。针对变换器开关损耗而开展的研究早已开始，主要是借助于辅助电路来实现功率开关管的软开关工作状态。但目前多数方案所针对的研究对象，均为使用MOS管的应用场合，主要关注的是降低开关管的开通损耗而非关断损耗，这在以使用IGBT为主的大功率应用场合难以直接应用，同时多数方案均含有有源开关管，使得变换器的控制和驱动电路实现难度较大。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种包括无损缓冲电路的交错并联Boost变换器，可以有效降低功率开关管关断损耗的辅助电路，要求结构简单；不改变原变换器性能，控制及驱动电路实现难度，成本低且无能量损耗。 本技术采取的技术方案为:一种包括无损缓冲电路的交错并联Boost变换器，包括电感L1、电感L2、……电感Ln，所述电感L1、电感L2、……电感Ln的输入端连接输入电源Vin的正极；所述电感U、电感L2、……电感Ln的输出端分别连接二极管D1、二极管D2、……二极管Dn的阳极；所述电感L1、电感L2、……电感Ln的输出端分别连接功率开关管S1、功率开关管S2、......功率开关管Sn的集电极；二极管D1、二极管D2、......二极管Dn的阴极均连接滤波电容C0 一端;所述功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管Sn的发射极、滤波电容Ctl另一端均连接入电源Vin的负极；二极管D2阳极连接辅助电容Cal —端，辅助电容Cal另一端连接辅助二极管D al阳极，辅助二极管D al阴极连接二极管D2阴极；辅助二极管D a2阴极连接辅助二极管D al阳极，辅助二极管D a2阳极连接二极管D1阳极；该交错并联Boost变换器中每两相之间均含有一个无损缓冲电路； 依次类推:二极管Dn阳极连接辅助电容Calri —端，辅助电容Calri另一端连接辅助二极管D a (2n-3)阳极，辅助二极管D a (2n_3)阴极连接二极管Dn阴极；辅助二极管D a (2n_2)阴极连接辅助二极管D a (2n_3)阳极，辅助二极管D a (2n_2)阳极连接二极管D 阳极； 所述功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管Sn的栅极均连接各自独立的控制器； 所述功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管Sn STGBT管或者MOSFET管。 本技术一种包括无损缓冲电路的交错并联Boost变换器，有益效果如下: I)、该辅助电路可以有效降低功率开关管的关断损耗，且不影响原变换器的性能、控制和驱动电路的设计及实现方式。 2)、可以直接应用于多相交错并联Boost变换器中，同时降低所有功率开关管的关断损耗。 3)、与现有的解决方案相比，本技术电路拓扑简单，不改变原变换器的工作性能和参数设计，不增加有源开关管，且特别适合于釆用IGBT作为功率开关的大功率应用场口 O 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术实施方式中2相交错并联Boost变换器中的电路原理图。 图2是本技术η相交错并联型Boost电路的实施原理图。 【具体实施方式】 如图2所示，一种包括零电压关断辅助电路的交错并联Boost变换器，每一个无损缓冲电路均含有I个辅助电容和2个辅助二极管，η相交错并联Boost变换器需要η-1个无损缓冲电路，因此包含η-1个辅助电容和2n-2个辅助电容；其中电路的具体连接情况如下: 原交错并联Boost变换器的连接情况不变，电感U、L2,…、Ln的输入端接输入电源Vin的正极，电感U、L2、…、Ln的输出端接各自Boost单元二极管的阳极和所述功率开关管的集电极，功率开关若采用MOS管则为漏极，二极管DpD2、…、Dn的阴极接输出滤波电容C0的一端，该结点即为输出端Vrat的正极；各相功率开关管的发射极，若采用MOS管则为源极和滤波电容C0的另一端均与输入电源Vin的负极相连。 交错并联Boost变换器中每两相之间均含有一个所提无损缓冲电路，其具体连接方式如下:第一个辅助单元居于第一相与第二相之间，其中辅助电容Cal的一端与电感L2的输出端、二极管D2的阳极及功率开关管S2的源极相连，功率开关若采用MOS管则为漏极，辅助电容Cal的另一端与辅助二极管Dal的阳极及辅助二极管Da2的阴极相连，辅助二极管Dal的阴极与二极管Dp D2,…、Dn的阴极及滤波电容的C0 一端相连，辅助二极管Da2的阳极与电感L1的输出端、二极管D1的阳极及功率开关管S1的源极相连，功率开关若采用MOS管则为漏极；第二个辅助单兀居于第二相与第三相之间，其中辅助电容Ca2的一端与电感L3的输出端、二极管D3的阳极及功率开关管S3的源极相连，功率开关若采用MOS管则为漏极，辅助电容Ca2的另一端与辅助二极管Da3的阳极及辅助二极管Da4的阴极相连，辅助二极管Da3的阴极与二极管Dp D2,…、Dn的阴极及滤波电容G的一端相连，辅助二极管Da4的阳极与电感匕2的输出端、二极管D2的阳极及功率开关管S2的源极相连，功率开关若采用MOS管则为漏极。依次类推，第η-1个辅助单元居于第η-1相与第η相之间，其中辅助电容Ca(n_D的一端与电感Ln的输出端、二极管Dn的阳极及功率开关管Sn的源极相连，功率开关若采用MOS管则为漏极，辅助电容Ca(n_D的右端与辅助二极管Da (2n_3)的阳极及辅助二极管Da (2n_2)的阴极相连，辅助二极管Da (2n_3)的阴极与二极管Dp D2,…、Dn的阴极及滤波电容C0的一端相连，辅助二极管Da (2n_2)的阳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括无损缓冲电路的交错并联Boost变换器，包括电感L1、电感L2、……电感Ln，所述电感L1、电感L2、……电感Ln的输入端连接输入电源Vin的正极；所述电感L1、电感L2、……电感Ln的输出端分别连接二极管D1、二极管D2、……二极管Dn的阳极；所述电感L1、电感L2、……电感Ln的输出端分别连接功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管Sn的集电极；二极管D1、二极管D2、……二极管Dn的阴极均连接滤波电容C0一端；所述功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管Sn的发射极、滤波电容C0另一端均连接入电源Vin的负极；其特征在于，二极管D2阳极连接辅助电容Ca1一端，辅助电容Ca1另一端连接辅助二极管D a1阳极，辅助二极管D a1阴极连接二极管D2阴极；辅助二极管D a2阴极连接辅助二极管D a1阳极，辅助二极管D a2阳极连接二极管D1阳极；该交错并联Boost变换器中每两相之间均含有一个无损缓冲电路；依次类推：二极管Dn阳极连接辅助电容Can‑1一端，辅助电容Can‑1另一端连接辅助二极管D a（2n‑3）阳极，辅助二极管D a（2n‑3）阴极连接二极管Dn阴极；辅助二极管D a（2n‑2）阴极连接辅助二极管D a（2n‑3）阳极，辅助二极管D a（2n‑2）阳极连接二极管D n‑1阳极；所述功率开关管S1、功率开关管S2、……功率开关管Sn的栅极均连接各自独立的控制器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邾玢鑫，杨玉良，黄悦华，谭超，陈晨，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42