一种低电压电流应力的耦合电感高增益升压变换器的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型设及一种新型的禪合电感高增益升压变换器。
【背景技术】
[0002] 积极促进太阳能、燃料电池等绿色能源的开发利用W替代部分传统化石能源，对 于优化我国能源结构，实现经济、环境的可持续发展具有重大的战略意义。光伏、燃料电池 等新能源存在输出电压较低且电压跌落明显的特点。因此，其输出低压需要经升压变换器 进行转换。
[0003] 常规的升压变换器输出电压增益较小，因此，近年来，基于禪合电感的升压变换器 得到了广泛的研究。基于禪合电感的升压变换器利用禪合电感的变压器效应提高了变换器 的电压增益，减少开关管的使用数量，简化了对整个电路的控制。由于减少了器件的使用， 所W整个变换器的体积也减小，便于电路的集成化。但是，由于禪合电感存在漏感，运使得 开关管上存在较大的电压电流应力，严重影响开关管的安全使用。
【发明内容】
[0004] 本实用新型提供一种结构简单，控制方便的低电压电流应力的禪合电感高增益升 压变换器。
[0005] -种低电压电流应力的禪合电感禪合电感高增益升压变换器，包括boost升压电 路单元，倍压电路单元，^抑制电路单元，RCD缓冲电路单元和输出电路单元， 曲
[0006] 变换器中的boost升压电路单元由一个电源，禪合电感的原边和开关管构成，其 中：
[0007] 禪合电感原边的第一端与电源化(in))的正极及电阻(Ri)的第一端相连，禪合电感 原边的第二端与二极管(Di)的阳极、禪合电感副边的第一端、电阻（R2)的第一端、二极管 (〇2)的阳极及开关管（S)的集电极相连，开关管（S)的发射集与电源(U(in))的负极及电容 (Cl)的第二端相连；
[000引变换器中的倍压电路单元为禪合电感的副边，其中：禪合电感副边的第二端与输 出二极管(Do)的阳极相连；
[0009] 变换器中的^抑制电路单元由电阻(Ri)和二极管化1)构成，其中： at
[0010] 电阻(Ri)的第二端与二极管化1)的阴极相连；
[0011] 变换器中的RCD缓冲电路单元由电阻他）、二极管化)及电容(Cl)构成，其中：
[0012] 电阻(R2)的第二端与二极管(〇2)的阴极及电容(Cl)的第一端相连，电容(Cl)的第 二端与开关管(S)的发射集及电源化(in))的负极相连；
[OOU]变换器中的输出电路单元由输出二极管(Do)、输出电容(Co)构成，其中：
[0014]输出二极管(Do)的阳极与禪合电感副边的第二端相连，输出二极管(Do)的阴极与 输出电容(Co)的第一端相连，输出电容(Co)的第二端与电源佩in))的负极相连；
[0015] 所述的变换器中禪合电感的原边减轻了开关管上的电流应力；
[0016] 所述的变换器中RCD缓冲电路单元减轻了开关管上的电压应力；
[0017] 本实用新型变换器工作时，利用禪合电感的变压器效应实现了变换器的高增益， 同时又通过添加4^抑制电路单元和RCD缓冲电路单元，减小了开关管上的电压和电流应力， 波 并且保证电路中电流连续。
[0018] 本实用新型实用的开关器件较少，电路结构简单，容易控制，电路中没有过多的能 量损耗元件，提高了变换器的效率，且换流过程中，开关管不会出现尖峰电压，也不会承受 尖峰电流的冲击。使用禪合电感提高变换器的电压增益，减小了变换器的体积，便于集成 化。
【附图说明】
[0019] 图1是本实用新型低电压电流应力的禪合电感高增益升压变换器的电路图；
[0020] 图2是图1中变换器的第一种工作方式的电路图；
[0021] 图3是图1中变换器的第二种工作方式的电路图；
[0022] 图4是图1中变换器的第Ξ种工作方式的电路图；
【具体实施方式】
[0023] 参见图1，本实用新型低电压电流应力的禪合电感高增益升压变换器，包括boost 升压电路单元，倍压电路单元，^抑制电路单元，RCD缓冲电路单元和输出电路单元。 dt
[0024] 变换器中的boost升压电路单元中，禪合电感原边的第一端与电源(U(in))的正极 及电阻(Ri)的第一端相连，禪合电感原边的第二端与二极管(Di)的阳极、禪合电感副边的第 一端、电阻(R2)的第一端、二极管(〇2)的阳极及开关管(S)的集电极相连，开关管(S)的发射 集与电源化(in))的负极及电容(Cl)的第二端相连；
[0025] 变换器中的倍压电路单元中，禪合电感副边的第二端与输出二极管(Do)的阳极相 连；
[0026] 变换器中的抑制电路单元中，电阻(Ri)的第二端与二极管化1)的阴极相连；
[0027] 变换器中的RCD缓冲电路单元中，电阻（R2)的第二端与二极管(〇2)的阴极及电容 (Cl)的第一端相连，电容(Cl)的第二端与开关管(S)的发射集及电源化(in))的负极相连；
[0028] 变换器中的输出电路单元中，输出二极管(Do)的阳极与禪合电感副边的第二端相 连，输出二极管(Do)的阴极与输出电容(Co)的第一端相连，输出电容(Co)的第二端与电源 (U(in))的负极相连；
[0029] 输出电容(Co)的电压为lUt，能量最终传递给负载Ro。
[0030] 低电压电流应力的禪合电感高增益升压变换器在一个开关周期内有Ξ种工作过 程，如图2~图4所示，即开关管S开通的过程;开关管S关断的过程;开关管S再次开通的过 程。
[0031] 开关管S开通的过程：
[0032] 开关管S导通，电源(U(in))、禪合电感的原边和开关管S构成回路，原边充电，副边 储能。
[0033] 开关管S关断的过程：
[0034] 开关管S关断的瞬间，电源(U(in))的电压通过二极管(〇2)和电容(Cl)为开关管分 压;开关管S关断后，电源化(in))、禪合电感的原边、禪合电感的副边、输出二极管(Do)、输出 电容(Co)和负载电阻Ro构成一个回路，禪合电感的副边释放能量给负载;禪合电感的原边、 电阻(Ri)及二极管化1)构成另外一个回路，禪合电感的原边通过该回路释放能量，为下一次 储能做准备。
[0035] 开关管S再次开通的过程：
[0036] 开关管S再次开通，电容(Cl )、电阻(化)和开关管S构成回路，释放电容(Cl)的能量。
[0037] 本发明解决了传统Boost电路的增益限制问题。
[0038] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变，修饰，替代，组合，简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种低电压电流应力的禪合电感高增益升压变换器，包括boost升压电路单元，倍压 电路单元，^抑制电路单元，RCD缓冲电路单元和输出电路单元，其特征在于， ? 所述的boost升压电路单元由一个电源，禪合电感的原边和开关管构成，其中：禪合电 感原边的第一端与电源化(in))的正极及电阻(Rl)的第一端相连，禪合电感原边的第二端与 二极管(Dl)的阳极、禪合电感副边的第一端、电阻(R2)的第一端、二极管(〇2)的阳极及开关 管(S)的集电极相连，开关管(S)的发射集与电源化(in))的负极及电容(Cl)的第二端相连； 所述的倍压电路单元为禪合电感的副边，其中：禪合电感副边的第二端与输出二极管 (Do)的阳极相连； 所述的抑制电路单元由电阻(Ri)和二极管化1)构成，其中：电阻(Ri)的第二端与二极 dt 管(Di)的阴极相连； 所述的RCD缓冲电路单元由电阻他）、二极管(〇2)及电容(Cl)构成，其中：电阻(R2)的第 二端与二极管(〇2)的阴极及电容(Cl)的第一端相连，电容(Cl)的第二端与开关管(S)的发射 集及电源化(in))的负极相连； 所述的输出电路单元由输出二极管(Do)、输出电容(Co)构成，其中：输出二极管(Do)的 阳极与禪合电感副边的第二端相连，输出二极管(Do)的阴极与输出电容(Co)的第一端相连， 输出电容(Co)的第二端与电源化(in))的负极相连。
【专利摘要】本实用新型公开了一种低电压电流应力的耦合电感高增益升压变换器，包括一个耦合电感，一个续流二极管，两个耗能电阻，一个箝位二极管，一个箝位电容，一个开关管，一个输出二极管，一个输出电容，一个负载。本实用新型利用耦合电感提高了变换器的电压增益，减轻开关管上的电流应力，利用由一个耗能电阻、一个箝位二极管和一个箝位电容组成的RCD缓冲电路减轻了开关管上的电压应力，降低了开关管上的损耗。解决了传统Boost电路中高成本，低效率，低电压增益的问题。
【IPC分类】H02M1/34, H02M3/156, H02M1/32
【公开号】CN205160374
【申请号】CN201520914674
【发明人】石林林, 祝龙记, 朱红
【申请人】安徽理工大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月16日