一种升压拓扑电路制造技术

本实用新型专利技术涉及升压拓扑电路技术领域，特别涉及一种升压拓扑电路，包括电感Ls、晶体管IGBT1、晶体管IGBT2、负载和燃料电池电堆，晶体管IGBT1的发射极分别与电感Ls的一端和晶体管IGBT2的集电极电连接，晶体管IGBT1的集电极与负载的正极电连接，晶体管IGBT2的发射极分别与燃料电池电堆的负极和负载的负极电连接，电感Ls的另一端与燃料电池电堆的正极电连接，通过设置电感Ls、晶体管IGBT1、晶体管IGBT2、负载和燃料电池电堆，使得在晶体管IGBT1和晶体管IGBT2的开通状态近似零电压开通，从而降低了晶体管IGBT1和晶体管IGBT2的开通损耗，提高了电路整体的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种升压拓扑电路
本技术涉及升压拓扑电路
，特别涉及一种升压拓扑电路。
技术介绍
氢燃料电池汽车作为新能源汽车一个重要的方向，受到全球范围内的广泛关注。由于氢燃料电池输出电特性比较软，大功率输出的情况下，输出电压低电流大的特点，需要一款升压变比高的直流变换器。目前升压DC-DC直流变换器采用非隔离的BOOST升压拓扑，里面需要升压电感、晶体管IGBT、二极管和电容等组成，虽然拓扑简单，但是整体效率不高，主要原因是晶体管IGBT开通和关断损耗严重。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本技术所要解决的技术问题是：提供一种能够降低晶体管IGBT的开通损耗的升压拓扑电路。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种升压拓扑电路，包括电感Ls、晶体管IGBT1、晶体管IGBT2、负载和燃料电池电堆，所述晶体管IGBT1的发射极分别与电感Ls的一端和晶体管IGBT2的集电极电连接，所述晶体管IGBT1的集电极与负载的正极电连接，所述晶体管IGBT2的发射极分别与燃料电池电堆的负极和负载的负极电连接，所述电感Ls的另一端与燃料电池电堆的正极电连接。进一步的，还包括电感L，所述电感L的一端与燃料电池电堆的正极电连接，所述电感L的另一端与电感Ls的另一端电连接。进一步的，所述电感L为升压电感。进一步的，还包括电容C1，所述电容C1的一端分别与晶体管IGBT1的集电极和负载的正极电连接，所述电容C1的另一端分别与晶体管IGBT2的发射极和负载的负极电连接。>进一步的，所述电感Ls为饱和电感。本技术的有益效果在于：通过设置电感Ls、晶体管IGBT1、晶体管IGBT2、负载和燃料电池电堆，使得在晶体管IGBT1和晶体管IGBT2的开通状态近似零电压开通，从而降低了晶体管IGBT1和晶体管IGBT2的开通损耗，提高了电路整体的效率。附图说明图1所示为根据本技术的一种升压拓扑电路的拓扑结构；标号说明：1、负载；2、燃料电池电堆。具体实施方式为详细说明本技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。请参照图1所示，本技术提供的技术方案：一种升压拓扑电路，包括电感Ls、晶体管IGBT1、晶体管IGBT2、负载和燃料电池电堆，所述晶体管IGBT1的发射极分别与电感Ls的一端和晶体管IGBT2的集电极电连接，所述晶体管IGBT1的集电极与负载的正极电连接，所述晶体管IGBT2的发射极分别与燃料电池电堆的负极和负载的负极电连接，所述电感Ls的另一端与燃料电池电堆的正极电连接。从上述描述可知，本技术的有益效果在于：通过设置电感Ls、晶体管IGBT1、晶体管IGBT2、负载和燃料电池电堆，使得在晶体管IGBT1和晶体管IGBT2的开通状态近似零电压开通，从而降低了晶体管IGBT1和晶体管IGBT2的开通损耗，提高了电路整体的效率。进一步的，还包括电感L，所述电感L的一端与燃料电池电堆的正极电连接，所述电感L的另一端与电感Ls的另一端电连接。从上述描述可知，通过设置电感L，能够进一步降低了晶体管IGBT1和晶体管IGBT2的开通损耗，提高了电路整体的效率。进一步的，所述电感L为升压电感。进一步的，还包括电容C1，所述电容C1的一端分别与晶体管IGBT1的集电极和负载的正极电连接，所述电容C1的另一端分别与晶体管IGBT2的发射极和负载的负极电连接。从上述描述可知，通过设置电容C1，能够对电路的输出电压进行平滑滤波，能够防止电压过冲和瞬时过压对晶体管IGBT1和晶体管IGBT2的影响，以及还能够稳定直流母线上电压。进一步的，所述电感Ls为饱和电感。从上述描述可知，电感Ls采用饱和电感，能够提高整机的效率。请参照图1所示，本技术的实施例一为：请参照图1，一种升压拓扑电路，包括电感Ls(电感值为mH级)、晶体管IGBT1(型号为FF600R12ME4，生产厂家为INFINEON)、晶体管IGBT2(型号为FF600R12ME4，其生产厂家为INFINEON)、负载1和燃料电池电堆2(采用功率为30KW的燃料电池电堆，其生产厂家为Hydrogenics)，所述晶体管IGBT1的发射极分别与电感Ls的一端和晶体管IGBT2的集电极电连接，所述晶体管IGBT1的集电极与负载1的正极电连接，所述晶体管IGBT2的发射极分别与燃料电池电堆2的负极和负载1的负极电连接，所述电感Ls的另一端与燃料电池电堆2的正极电连接。请参照图1，所述升压拓扑电路还包括电感L(电感值为180uH)，所述电感L的一端与燃料电池电堆2的正极电连接，所述电感L的另一端与电感Ls的另一端电连接；所述电感L为升压电感。请参照图1，所述升压拓扑电路还包括电容C1(电容值为500uF)，所述电容C1的一端分别与晶体管IGBT1的集电极和负载1的正极电连接，所述电容C1的另一端分别与晶体管IGBT2的发射极和负载1的负极电连接。所述电感Ls为饱和电感。上述的升压拓扑电路的工作原理为：通过对晶体管IGBT1的工作过程详细地说明进而阐述整个电路的工作过程；在0-t1阶段：此阶段处于晶体管IGBT1初始状态，此时晶体管IGBT1的门极处于负电压，晶体管IGBT1的集电极和发射极之间的电压(用Vce表示)等于输入电压(Vin)，此时流过晶体管IGBT1的电流(用Ic表示)为零；在t1-t2阶段：此阶段处于晶体管IGBT1的导通过程，此时由于晶体管IGBT1的门极处于高电平，晶体管IGBT1的门极开始打开，Vce开始下降，此时由于电感Ls的初始磁导率很高，导致初始状态的电感Ls的电感值很高；由于电感Ls的电感值很高，电流经过电感L和电感Ls后近似断路，所以Ic几乎为零；在t2-t3阶段：此阶段处于晶体管IGBT1导通过程，此阶段随着电感Ls的电感值变小，Ic逐渐增大，当电感Ls的电流达到饱和电流值时，电感Ls会立即饱和，此时晶体管IGBT1处于零电压开通(ZVS)状态，晶体管IGBT1开通损耗为零。在t3-t4阶段：此阶段处于晶体管IGBT1开通状态，此阶段为晶体管IGBT1完全打开，通过输入电压给电感L充电蓄能；在t4-t5阶段：此阶段为晶体管IGBT1关断过程，此时晶体管IGBT1的门极处于负电压驱动，流过晶体管IGBT1的电流Ic逐渐减小，Vce逐渐上升到输出电压；在t5-t6阶段：此阶段处在晶体管IGBT1截止状态，此时晶体管IGBT1完全断开，流过晶体管IGBT1的电流Ic为零；综合上述，整个电路稳态运行就是t1-t6循环的过程，从t1-t3阶段可得晶体管IGBT1的导通过程为近似零电压开通，导通损耗几乎为零，从而使电路整体的效率提高。综上所述，本技术提供的一种升压拓扑电路，通过设置电感Ls、晶体管IGBT1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种升压拓扑电路，其特征在于，包括电感Ls、晶体管IGBT1、晶体管IGBT2、负载和燃料电池电堆，所述晶体管IGBT1的发射极分别与电感Ls的一端和晶体管IGBT2的集电极电连接，所述晶体管IGBT1的集电极与负载的正极电连接，所述晶体管IGBT2的发射极分别与燃料电池电堆的负极和负载的负极电连接，所述电感Ls的另一端与燃料电池电堆的正极电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种升压拓扑电路，其特征在于，包括电感Ls、晶体管IGBT1、晶体管IGBT2、负载和燃料电池电堆，所述晶体管IGBT1的发射极分别与电感Ls的一端和晶体管IGBT2的集电极电连接，所述晶体管IGBT1的集电极与负载的正极电连接，所述晶体管IGBT2的发射极分别与燃料电池电堆的负极和负载的负极电连接，所述电感Ls的另一端与燃料电池电堆的正极电连接。


2.根据权利要求1所述的升压拓扑电路，其特征在于，还包括电感L，所述电感L的一端与燃料电池电堆的正...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖金铃，雷添财，卢晓，
申请(专利权)人：福州市雪人新能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35