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专利号: 2021108679129
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高电压增益DC‑DC直流变换器,其特征在于,所述DC‑DC直流变换器包括直流电源、功率开关管、三绕组耦合电感、电容和输出电路;

所述控制功率开关管的导通或截止,用于控制电路工作状态的切换,从而控制直流电源是否向耦合电感和电容提供电路工作需要的能量,通过改变控制功率开关管占空比的大小以及耦合绕组的匝比,实现输入输出电压增益的变化,由输出电路输出。

2.根据权利要求1所述的一种高电压增益DC‑DC直流变换器,其特征在于,所述DC‑DC直流变换器还包括二极管,二极管与电容组成钳位回路,用以吸收漏感能量。

3.根据权利要求1所述的一种高电压增益DC‑DC直流变换器,其特征在于,所述功率开关管采用N沟道的MOS管,通过其栅源极接受外部主控芯片的控制信号。

4.根据权利要求2所述的一种高电压增益DC‑DC直流变换器,其特征在于,所述功率开关管采用单极性的PWM控制方式达到导通或截至的状态。

5.根据权利要求1所述的一种高电压增益DC‑DC直流变换器,其特征在于,所述三绕组耦合电感由三个互相耦合的耦合电感LN1、LN2、LN3组成,等效为匝比N1:N2:N3的理想变压器、漏感Lk与励磁电感Lm。

6.根据权利要求5所述的一种高电压增益DC‑DC直流变换器,其特征在于,所述匝比还可以表示为1:n1:n2,其中n1=N2/N1,n2=N3/N1。

7.根据权利要求1所述的一种高电压增益DC‑DC直流变换器,其特征在于,所述输出电路包括输出二极管Do与输出电容Co以及负载R。

8.根据权利要求1‑7任一项所述的一种高电压增益DC‑DC直流变换器,其特征在于,所述DC‑DC直流变换器包括直流电源Vg、功率开关管S、电容C1‑C4、二极管D1‑D4、三绕组耦合电感以及输出电容Co、输出二极管Do和负载;

所述三绕组耦合电感包括互相耦合的耦合电感LN1、LN2、LN3;

所述耦合电感LN1同名端与直流电源正极相连,非同名端与电容C2负极、功率开关管S和二极管D1阳极公共端相连,功率开关管S与直流电源Vg负极相连;

电容C2正极与耦合电感LN2同名端相连,耦合电感LN2非同名端分别连接二极管D2阴极和耦合电感LN3同名端公共端,二极管D2阳极与电容C1正极、二极管D1阴极公共端连接,电容C1负极连接直流电源Vg正极;

耦合电感LN3非同名端连接电容C4负极和二极管D3阳极公共端,二极管D3阴极连接电容C3正极和二极管D4阳极公共端,电容C3负极与直流电源Vg正极相连;

二极管D4阴极公共端连接电容C4正极和输出二极管Do阳极公共端,输出二极管Do阴极连接输出电容Co正极和负载一端,输出电容Co负极连接直流电源Vg负极和负载另一端。

9.根据权利要求8所述的一种高电压增益DC‑DC直流变换器,其特征在于,所述功率开关管S导通时,二级管D3与输出二极管Do关断,二极管D1反向偏置,二极管D2与二极管D4两端电压减小到零,在零电压状态下导通;直流电源Vg通过功率开关管S为耦合电感LN1提供能量;直流电源Vg与电容C1通过功率开关管S与二极管D2为电容C2与耦合电感LN2充电;电容C3通过二极管D4为电容C4与耦合电感LN3充电;输出电容Co为负载R提供能量。

10.根据权利要求8所述的一种高电压增益DC‑DC直流变换器,其特征在于,所述功率开关管S关断时,二极管D1、D3、Do导通,D2、D4关断;耦合电感LN1能量通过二极管D1为电容C1充电;电容C2放电,为耦合电感LN2、LN3提供能量,并通过二极管D3为电容C3充电;直流电源Vg与电容C2、C4通过输出二极管Do为负载侧提供能量。