一种具有自举电路的三次型升压变换系统技术方案

本发明专利技术涉及一种具有自举电路的三次型升压变换系统，其连接在电源和负载之间，包括：二次型BOOST电路、BOOST电路和自举升压电路，二次型BOOST电路包括第一输入侧电感、第二输入侧电感、输入侧电容和开关管，第一输入侧电感一端与电源正极连接，另一端与输入侧电容一端和第二输入侧电感连接，输入侧电容另一端与电源负极和负载负极连接，第二输入侧电感另一端与开关管一端连接，开关管控制端用于与外部控制器连接，开关管另一端与输入侧电容另一端和负载负极连接；BOOST电路与第一输入侧电感并联，自举升压电路连接于第二输入侧电感的另一端和负载的正极之间，且与电源的正极连接。由此，负载所接收的输出电能大大增加，可进一步提高变换器增益比。

【技术实现步骤摘要】
一种具有自举电路的三次型升压变换系统
本专利技术涉及电力电子变换器领域，特别是一种具有自举电路的三次型升压变换系统。
技术介绍
BOOST变换器作为典型的升压变换器，具有电路结构简单、容易控制等优点，当其占空比接近于1时，理论上电压增益可以达到无穷大。但因电路中寄生参数的影响，其实际升压能力非常有限，并考虑到变换器传输效率的影响，一般也只应用于低升压(G≤4)场所，难以适用于光伏、燃料电池等需要高升压的场所。而通过多个BOOST变换器的级联，使之形成二次型BOOST变换器可以有效的增大输出电压，以适用于光伏电池等。然而，上述变换器的增益还可进一步提高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种具有自举电路的三次型升压变换系统，旨在提高现有变换器的增益范围。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种具有自举电路的三次型升压变换系统，其连接在电源和负载之间，其包括：二次型BOOST电路、BOOST电路和自举升压电路，二次型BOOST电路包括第一输入侧电感、第二输入侧电感、输入侧电容和开关管，所述第一输入侧电感一端与所述电源正极连接，另一端与所述输入侧电容一端和所述第二输入侧电感连接，所述输入侧电容另一端与所述电源负极和所述负载负极连接，所述第二输入侧电感另一端与所述开关管一端连接，所述开关管控制端用于与外部控制器连接，所述开关管另一端与所述输入侧电容另一端和所述负载负极连接；BOOST电路与所述第一输入侧电感并联；自举升压电路连接于所述第二输入侧电感的另一端和所述负载的正极之间，且与所述电源的正极连接，其中，所述开关管导通时，所述电源对所述第一输入侧电感和所述BOOST电路充电，所述电源对所述自举升压电路充电，所述输入侧电容为所述第二输入侧电感充电，所述开关管截止时，所述第一输入侧电感和所述BOOST电路和所述第二输入侧电感和所述自举升压电路共同向所述负载放电。进一步地，所述BOOST电路包括第一电容、增益电感、第一二极管和第二二极管，所述第一电容一端与所述第一输入侧电感一端连接且连接至所述电源的正极，所述第一电容的另一端与所述增益电感的一端且与所述第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极与所述第一输入侧电感的另一端且与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述增益电感的另一端连接。进一步地，所述二次型BOOST电路还包括第三二极管、第四二极管、第五二极管和输出侧电容，所述第三二极管阳极与所述第二二极管的阴极和与所述第四二极管的阳极连接，所述第三二极管的阴极与所述输入侧电容的一端连接，所述第四二极管的阴极与所述第二输入侧电感的另一端连接，所述第五二极管的阳极与所述第二输入侧电感的另一端连接，所述第五二极管的另一端与所述输出侧电容的一端和与所述负载的正极端连接，所述输出侧电容的另一端与所述开关管的另一端和与所述负载的负极连接。进一步地，所述自举升压电路包括增益电容和第六二极管，所述增益电容一端与所述第二输入侧电感另一端连接，另一端与所述第五二极管的阳极和与所述第六二极管的阴极连接，所述第六二极管的阳极与所述第一电容的一端连接。进一步地，所述开关管为全控型功率半导体器件。进一步地，所述全控型功率半导体器件可以是MOSFET、IGBT、IGCT、GTO或GTR。进一步地，所述第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管为肖特基二极管。进一步地，所述三次型升压变换器的电压增益关系为其中，Vo为输出电压，Vin为输入电压，d为所述开关管工作的占空比。本专利技术的有益效果在于，通过将BOOST电路并联在二次型BOOST电路的第一输入侧电感中形成三次型升压变换器，并且在第二输入侧电感中连接有自举升压电路，在开关管导通时，第一输入侧电感和BOOST电路并联充电，自举升压电路被充电，输入侧电容为第二输入侧电感充电，在开关管截止时，第一输入侧电感和BOOST电路和第二输入侧电感和自举升压电路共同向负载放电。由此，负载所接收的输出电能大大增加，可进一步提高变换器增益比。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，附图中：图1是本专利技术三次型升压变换系统的电路原理图；图2为图1所示电路在一个开关周期内的工作模态一的电路图；图3为图1所示电路在一个开关周期内的工作模态二的电路图。图中：1、电源；2、负载；3、三次型升压变换器；31、二次型BOOST电路；32、BOOST电路；33、自举升压电路。具体实施方式下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。现结合附图，对本专利技术的较佳实施例作详细说明。参见图1，本专利技术提供了一种具有自举电路的三次型升压变换系统，其连接在电源1和负载2之间，其包括：二次型BOOST电路31、BOOST电路32和自举升压电路33，二次型BOOST电路31包括第一输入侧电感L1、第二输入侧电感L3、输入侧电容C2和开关管S，第一输入侧电感L1一端与电源1正极连接，另一端与输入侧电容C2一端和第二输入侧电感L3连接，输入侧电容C2另一端与电源1负极和负载2负极连接，第二输入侧电感L3另一端与开关管S一端连接，开关管S控制端用于与外部控制器连接，开关管S另一端与输入侧电容C2另一端和负载2负极连接；BOOST电路32与第一输入侧电感L1并联，自举升压电路33连接于第二输入侧电感L3的另一端和所述负载R的正极之间，且与电源1的正极连接，其中，开关管S导通时，电源S对第一输入侧电感L1和BOOST电路32充电，电源S对自举升压电路33充电，输入侧电容C2为第二输入侧电感L3充电，开关管S截止时，第一输入侧电感L1和BOOST电路32和第二输入侧电感L3和自举升压电路33共同向负载2放电。通过将BOOST电路32并联在二次型BOOST电路31的第一输入侧电感L1中形成三次型升压变换器3，并且在第二输入侧电感L3中连接有自举升压电路33，在开关管S导通时，第一输入侧电感L1和BOOST电路32并联充电，自举升压电路33被充电，输入侧电容C2为第二输入侧电感L3充电，在开关管S截止时，第一输入侧电感L1和BOOST电路32和第二输入侧电感L3和自举升压电路33共同向负载2放电。由此，负载2所接收的输出电能大大增加，可进一步提高变换器增益比。在一实施例中，参照图1，BOOST电路32包括第一电容C1、增益电感L2、第一二极管D1和第二二极管D2，第一电容C1一端与第一输入侧电感L1一端连接且连接至电源1的正极，第一电容C1的另一端与增益电感L2的一端且与第一二极管D1的阴极连接，第一二极管D1的阳极与第一输入侧电感的另一端且与第二二极管D2的阳极连接，第二二极管D2的阴极与增益电感L2的另一端连接。在本实施例中，利用第一二极管D1和第二二极管D2的单向导通特性，当在开关管S导通时，第一输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有自举电路的三次型升压变换系统，其连接在电源和负载之间，其特征在于，包括：/n二次型BOOST电路，其包括第一输入侧电感、第二输入侧电感、输入侧电容和开关管，所述第一输入侧电感一端与所述电源正极连接，另一端与所述输入侧电容一端和所述第二输入侧电感连接，所述输入侧电容另一端与所述电源负极和所述负载负极连接，所述第二输入侧电感另一端与所述开关管一端连接，所述开关管控制端用于与外部控制器连接，所述开关管另一端与所述输入侧电容另一端和所述负载负极连接；/nBOOST电路，其与所述第一输入侧电感并联；/n自举升压电路，其连接于所述第二输入侧电感的另一端和所述负载的正极之间，且与所述电源的正极连接，其中，/n所述开关管导通时，所述电源对所述第一输入侧电感和所述BOOST电路充电，所述电源对所述自举升压电路充电，所述输入侧电容为所述第二输入侧电感充电，所述开关管截止时，所述第一输入侧电感和所述BOOST电路和所述第二输入侧电感和所述自举升压电路共同向所述负载放电。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有自举电路的三次型升压变换系统，其连接在电源和负载之间，其特征在于，包括：
二次型BOOST电路，其包括第一输入侧电感、第二输入侧电感、输入侧电容和开关管，所述第一输入侧电感一端与所述电源正极连接，另一端与所述输入侧电容一端和所述第二输入侧电感连接，所述输入侧电容另一端与所述电源负极和所述负载负极连接，所述第二输入侧电感另一端与所述开关管一端连接，所述开关管控制端用于与外部控制器连接，所述开关管另一端与所述输入侧电容另一端和所述负载负极连接；
BOOST电路，其与所述第一输入侧电感并联；
自举升压电路，其连接于所述第二输入侧电感的另一端和所述负载的正极之间，且与所述电源的正极连接，其中，
所述开关管导通时，所述电源对所述第一输入侧电感和所述BOOST电路充电，所述电源对所述自举升压电路充电，所述输入侧电容为所述第二输入侧电感充电，所述开关管截止时，所述第一输入侧电感和所述BOOST电路和所述第二输入侧电感和所述自举升压电路共同向所述负载放电。


2.根据权利要求1所述的三次型升压变换系统，其特征在于：所述BOOST电路包括第一电容、增益电感、第一二极管和第二二极管，所述第一电容一端与所述第一输入侧电感一端连接且连接至所述电源的正极，所述第一电容的另一端与所述增益电感的一端且与所述第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极与所述第一输入侧电感的另一端且与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述增益电感的另一端连接。


3.根据权利要求2所述的三次型升压变换系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树林，王成，王文强，鲜大帅，郝雨蒙，庹汉宇，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61