一種新型升壓dc-dc變換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電能轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，尤其是一種具有較高電壓增益和較低輸入電流紋及較低輸出電壓紋波的新型升壓DC-DC變換器。
【背景技術(shù)】
[0002]對能源的需求不斷地增加，以及傳統(tǒng)能源的存儲量有限，而不斷地探求新能源，使得光伏，燃料電池等清潔可再生能源得到大量的應(yīng)用，在光伏和燃料電池等應(yīng)用中，一般輸出直流電壓較低需要先對其升壓，需要使用具有較高電壓增益和較低輸入電流紋及較低輸出電壓紋波的升壓DC-DC變換器。
[0003]傳統(tǒng)的具有升壓功能的電路有Boost電路，Z源電路，正激電路，反激電路等，boost電路結(jié)構(gòu)簡單易控制，但電壓增益較低，輸入電流紋波，輸出電壓紋波較大。
[0004]Z源電路的輸入電流紋波和輸出電壓紋波較小，但是輸入輸出不共地，開關(guān)器件應(yīng)力較大;正激電路及反激電路電壓增益可以做的很大，但輸入電流不連續(xù)，開關(guān)電壓及電流應(yīng)力都較大，并且在需要進(jìn)行最大功率點跟蹤時，控制復(fù)雜，可靠性較低；因此迫切需要一種結(jié)構(gòu)合理，控制簡單，成本低廉，輸入電流紋波及輸出電壓紋波較小的大升壓比DC-DC變換器。
[0005]目前國內(nèi)外通常把研究集中在兩個方面上:
[0006]一種是，對傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)揚(yáng)長補(bǔ)短，常采用多種電路相結(jié)合，將兩種或兩種以上的傳統(tǒng)的電路相結(jié)合，將輸入電流紋波小的電路放在前級，將電壓增益高和輸出電壓紋波小的電路放在后極，后在進(jìn)行電路結(jié)構(gòu)的簡化，這樣的組合會使電路的電壓增益與輸入電流紋波及輸出電壓紋波等性能大大優(yōu)化，但電能轉(zhuǎn)化效率有犧牲。
[0007]另一個研究的熱點是，在對升壓機(jī)理研究的日益成熟的基礎(chǔ)上，不斷地探究新的電路結(jié)構(gòu)，研究新的使用較少的半導(dǎo)體元器件和控制方式簡單可靠的電路結(jié)構(gòu)拓?fù)?，特別是減少可控半導(dǎo)體開關(guān)器件的使用量，同其它元器件相比可控半導(dǎo)體開關(guān)器件顯得比較脆弱，并且價格較高，大部分的電路故障是由可控半導(dǎo)體開關(guān)器件的損壞造成的，因此為從電路結(jié)構(gòu)上增加可靠性，需要減少可控半導(dǎo)體開關(guān)器件的使用量。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提出了一種新型升壓DC-DC變換器，其具有較高電壓增益和較低輸入電流紋及較低輸出電壓紋波。
[0009]本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0010]—種新型升壓DC-DC變換器，包括直流電源、電壓提升單元、開關(guān)管、及濾波器，開關(guān)管的控制端輸入PWM控制信號；
[0011]所述電壓提升單元包括第一電感、第二電感、第三電感、第四電感、第一電容、第二電容、第三電容、第一二極管、第二二極管及第三二極管；
[0012]所述直流電源的正極連接第一電感，第一電感連接第一二極管的陽極，第一二極管的陰極經(jīng)第一電容連接直流電源的負(fù)極;第一電感經(jīng)第二電容連接開關(guān)管;第一二極管的陰極還連接第二電感，第二電感連接第三二極管的陽極;第二二極管的陽極連接第一二極管的陰極和第二電感的連接處，第二二極管的陰極連接第三電感，第三電感與第三二極管的陰極同時連接開關(guān)管;第四電感與第三電容串聯(lián)后連接在第二二極管陰極和第三二極管陽極之間；
[0013]所述濾波器并聯(lián)在開關(guān)管兩端，濾波器是由濾波電感和濾波電容串聯(lián)組成的Γ型濾波器，負(fù)載并聯(lián)在濾波電容兩端。
[0014]優(yōu)選地，所述開關(guān)管為N溝道增強(qiáng)型MOS管。
[0015]優(yōu)選地，所述第一電感、第二電感、第三電感為鐵硅鋁芯電感;第四電感為空芯小電感值電感。
[0016]優(yōu)選地，所述濾波電感為鐵氧體芯電感。
[0017]采用如上技術(shù)方案取得的有益技術(shù)效果為:
[0018]第四電感為空芯小電感值電感，可以有效的解決電容在均壓過程中的初始電流比較大問題。
[0019]本實用新型只需一路pmi控制信號作用于開關(guān)管上，通過采用改變占空比即可改變電壓的增益，控制電路易實現(xiàn)。
[0020]本實用新型的濾波電容和濾波電感組成Γ型濾波器，并且濾波電感的電流始終是正向方向，在開關(guān)管導(dǎo)通期間通過濾波電感供給濾波電容和負(fù)載電流，在開關(guān)管閉合期間通過濾波電感和濾波電容給負(fù)載供電，始終給濾波電容或負(fù)載提供注入電流，使得輸出的電壓紋波很小。
[0021]本實用新型根據(jù)電感升壓與電容器升壓的特點，為提高電壓增益和保證輸入電流的紋波較小采用投切電容器與電感相結(jié)合的方法，提高電壓增益。
【附圖說明】
[0022]圖1為新型升壓DC-DC變換器電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為開關(guān)管導(dǎo)通時的等效電路圖。
[0024]圖3為開關(guān)管關(guān)斷時的等效電路圖。
[0025]圖4為輸出的電壓波形示意圖。
【具體實施方式】
[0026]結(jié)合附圖1至4對本實用新型的【具體實施方式】做進(jìn)一步說明:
[0027]如圖1所示，一種新型升壓DC-DC變換器即升壓型直流變換器，包括直流電源DC、電壓提升單元、開關(guān)管S1、及濾波器，開關(guān)管的控制端輸入PffM控制信號。
[0028]電壓提升單元包括第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第四電感L4、第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第一二極管Dl、第二二極管D2及第三二極管D3。直流電源DC的正極連接第一電感LI，第一電感LI連接第一二極管的陽極，第一二極管的陰極經(jīng)第一電容Cl連接直流電源的負(fù)極;第一電感LI經(jīng)第二電容C2連接開關(guān)管SI;第一二極管的陰極還連接第二電感L2，第二電感L2連接第三二極管的陽極;第二二極管的陽極連接第一二極管的陰極和第二電感的連接處，第二二極管的陰極連接第三電感，第三電感與第三二極管的陰極同時連接開關(guān)管;第四電感L4與第三電容C3串聯(lián)后連接在第二二極管陰極和第三二極管陽極之間。
[0029]濾波器并聯(lián)的開關(guān)管SI兩端，濾波器是由濾波電感Lf和濾波電容Cf串聯(lián)組成的Γ型濾波器，負(fù)載并聯(lián)在濾波電容兩端。傳統(tǒng)的濾波電容的注入電流是不連續(xù)的，在注入濾波電容的不連續(xù)期間，濾波電容需要用自身儲能為負(fù)載供電，電壓紋波較大;本實用新型的濾波電容和濾波電感組成Γ型濾波器，