专利名称：高升压比变换器、太阳能逆变器与太阳能电池系统的制作方法
技术领域：
本 实用新型涉及升压电路及太阳能并网发电技术领域，具体地，涉及高升压比变换器、太阳能逆变器与太阳能电池系统。
背景技术：
在近几年中，以风能和太阳能为主的可再生能源发电系统，在世界范围得到越来越多的应用。对于太阳能并网发电系统来说，除了目前占主流的集中式大功率太阳能电站夕卜，分布式太阳能并网发电系统，由于其能优化太阳能电池板的工作状态，在多数情况下可以提高系统的年发电量，目前日益得到重视并成为一个研究热点。其中，基于太阳能微逆变器的分布式发电系统，尤为引人注目，并在美国得到广泛使用。太阳能微逆变器的核心是高效率升压电路、逆变电路及其控制技术，升压电路主要包括反激变换器及其衍生电路。对于太阳能微逆变器的应用来说，它需要的升压比很高。比如，一般的200W多晶硅太阳能电池板在最大功率点处的输出电压为25V 36V左右，通过微逆变器接240V单相电网并网发电时，微逆变器输出电压要达到340V左右，需要的电压变比最大为13.6。目前，有源箝位反激变换器(previousart)作为一种常用反激变换器，由于具有较高的升压比、以及可以实现变压器原边开关管的零电压开通和副边二极管的零电流关断的优点，在很多中小功率变换场合以及太阳能发电场合得到广泛应用。在传统有源箝位反激变换器中，包括图Ia显示的低端箝位反激变换器与图Ib显示的高端箝位反激变换器。在图la与图讣中，开关管a和a互补开通和关断。为实现Gk的零电压开通，
外加谐振电感￡的电感值较小，在电路稳态分析过程中Iv可以忽略。于是可以得到有源箝位反激变换器的输出电压的表达式为
M)~ \(O
I—/J在公式(I)中，为输出电压，&为输入电压，Μ为变压器副边与原边的匝比，B
为开关管βι的占空比。在图Ia与图Ib中，Ca为箝位电容。在一个开关周期中，谐振电感
的能量会部分或全部转移到谐振电容中；当副边二极管导通时，箝位电容的部分能量通过变压器传递到副边的负载。但是，在传统的有源箝位反激变换器中，能量总是从输入端通过变压器提供给负载的，需经过变压器的耦合，增加了传输过程中由于功率变换带来的额外损耗，使得有源箝位反激变换器的转换效率低。因此，需要研发比有源箝位反激变换器转换效率更高的变换器电路。在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在升压比小、传输路径长、额外损耗大与能量转换效率低等缺陷。
实用新型内容本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种高升压比变换器，以实现升压比大、传输路径短、额外损耗小与能量转换效率高的优点。为实现 上述目的，本实用新型采用的第一技术方案是一种高升压比变换器，包括直流输入电源，半波整流电容<^,箝位电容Ca，变压器，变压器原边励磁电感&，谐振电
感￡1，功率半导体开关达与0!，!01和达的体二极管或额外的并联二极管￡>01与11|32，输
出电阻七，以及变压器副边整流二极管JJ1 ;其中所述直流输入电源的正极，与变压器原边线圈的始端连接；经箝位电容Ce后，与
变压器副边线圈的始端、变压器副边整流二极管巧的阴极、功率半导体开关β*的漏极、02
的体二极管或额外的并联二极管的阴极、以及输出电阻的第一连接端连接；依次经
变压器原边励磁电感4与谐振电感矣后，与功率半导体开关β2的源极、这的体二极管或
额外的并联二极管的阳极、功率半导体开关ft的漏极、以及Q1的体二极管或额外的并
联二极管^1的阴极连接；并经半波整流电容Car后，与直流输入电源的负极、功率半导体
开关ft的源极、Q1的体二极管或额外的并联二极管％的阳极、以及输出电阻的第二连接端连接；所述变压器原边线圈的末端，与变压器原边励磁电感及谐振电感4的公共端连接；变压器副边线圈的末端，与变压器副边整流二极管為的阳极连接；功率半导体开关fii的栅极，用于输入占空比为 的脉冲信号；功率半导体开关02的栅极，用于输入占空比为1_Ι 的脉冲信号。进一步地，以上所述的高升压比变换器，还包括变压器副边滤波电容C1 ;所述变
压器副边滤波电容C1,连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流二极管外的阴极之间。进一步地，以上所述的高升压比变换器，还包括旁路电容《^与^ ;所述旁路电容％，并接在Gk的体二极管或额外的并联二极管％的阳极与阴极之间；所述旁路电容
Cm,并接在达的体二极管或额外的并联二极管的阳极与阴极之间。进一步地，所述直流输入电源，为至少包括太阳能电池板PV或蓄电池的储能设备或风能发电设备或光热发电装置；所述功率半导体开关ft ua，包括金属氧化物场效应晶体管M0SFET、绝缘栅极双极型晶体管IGBT与二极管中的至少一种。同时，本实用新型采用的第二技术方案为一种高升压比变换器，包括直流输入电源，全波整流电容q，箝位电容Ca，变压器，变压器原边励磁电感，谐振电感I ，功率半导体开关达与|02,01和|02的体二极管或额外的并联二极管馬1与馬2，输出电阻* ，以及变压器副边整流二极管A与A ;其中所述直流输入电源的正极，与变压器原边线圈的始端连接；经箝位电容<^后，与变压器副边整流二极管巧的阳极、变压器副边线圈的始端、变压器副边整流二极管心3的阴极、功率半导体开关达的漏极、ft的体二极管或额外的并联二极管％*的阴极、以及输出电阻J0的第一连接端连接；依次经变压器原边励磁电感4与谐振电感￡ 后，与功率半导体开关&的源极、达的体二极管或额外的并联二极管％!的阳极、功率半导体开关ft的漏极、以及Qt的体二极管或额外的并联二极管％的阴极连接；并经全波整流电容
后，与直流输入电源的负极、功率半导体开关Si的源极、fit的体二极管或额外的并联二极管Bgl的阳极、以及输出电阻匙的第二连接端连接；所述变压器原边线圈的末端，与变压器原边励磁电感&及谐振电感矣的公共端 连接；变压器副边线圈的末端，与变压器副边整流二极管巧的阴极及变压器副边整流二极管U2的阳极连接；功率半导体开关岛的栅极，用于输入占空比力 的脉冲信号；功率半导体开关达的栅极，用于输入占空比为l- 的脉冲信号。进一步地，以上所述的高升压比变换器，还包括变压器副边滤波电容^ IjC4 ;所述变压器副边滤波电容q,连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流二极管U1的阳极之间；所述变压器副边滤波电容C4，连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流二极管U2的阴极之间。进一步地，以上所述的高升压比变换器，还包括旁路电容％与€^ ;所述旁路电容％，并接在β 的体二极管或额外的并联二极管％的阳极与阴极之间；所述旁路电容
Cq2 ,并接在达的体二极管或额外的并联二极管的阳极与阴极之间。进一步地，以上所述的高升压比变换器，所述直流输入电源，为至少包括太阳能电池板PV或蓄电池的储能设备或风能发电设备或光热发电装置；所述功率半导体开关& ，包括金属氧化物场效应晶体管M0SFET、绝缘栅极双极型晶体管IGBT与二极管中的至少一种。同时，本实用新型采用的第三技术方案是一种高升压比变换器，包括直流输入电源，半波整流电容Cjr ,箝位电容Ce，变压器，变压器原边励磁电感4，谐振电感^ ,功率
半导体开关!&与!ft，0!和达的体二极管或额外的并联二极管％与％!，输出电阻Λσ，以及变压器副边整流二极管Λ;其中所述直流输入电源的正极，与变压器原边线圈的始端连接；经箝位电容<^后，与变压器副边线圈的始端、变压器副边整流二极管瑪的阴极、功率半导体开关达的漏极、ft的体二极管或额外的并联二极管&的阴极、以及输出电阻的第一连接端连接；依次经变压器原边励磁电感￡■与谐振电感A后，与功率半导体开关&的源极、fib的体二极管或额外的并联二极管的阳极、功率半导体开关的漏极、以及Q1的体二极管或额外的并联二极管&的阴极连接；并经半波整流电容Cir后，与直流输入电源的负极、功率半导体开关&的源极、以及Q1的体二极管或额外的并联二极管％的阳极连接；所述变压器原边线圈的末端，与变压器原边励磁电感￡ 及谐振电感^的公共端 连接；变压器副边线圈的末端，与变压器副边整流二极管A1的阳极连接；输出电阻·的第二连接端与直流输入电源的正极连接；功率半导体开关Q1的栅极，用于输入占空比为JJ的脉冲信号；功率半导体开关Sb的栅极，用于输入占空比为I-D的脉冲信号。进一步地，以上所述的高升压比变换器，还包括变压器副边滤波电容￡^ ;所述变
压器副边滤波电容Cl,连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流二极管巧的阴极之间。进一步地，以上所述的高升压比变换器，还包括旁路电容C01 IjCs2 ;所述旁路电容％，并接在Q1的体二极管或额外的并联二极管Dfil的阳极与阴极之间；所述旁路电容
Cg2 ,并接在达的体二极管或额外的并联二极管％|的阳极与阴极之间。进一步地，以上所述的高升压比变换器，所述直流输入电源，为至少包括太阳能电池板PV或蓄电池的储能设备或风能发电设备或光热发电装置；所述功率半导体开关沽,包括金属氧化物场效应晶体管M0SFET、绝缘栅极双极型晶体管IGBT与二极管中的至少一种。同时，本实用新型采用的第四技术方案为一种高升压比变换器，包括直流输入电源，全波整流电容q,箝位电容Ca，变压器，变压器原边励磁电感4 ，谐振电感^ ,功率
半导体开关ft与^,籩和込的体二极管或额外的并联二极管％与％| ,输出电阻，
以及变压器副边整流二极管爲与￡ 2 ;其中所述直流输入电源的正极，与变压器原边线圈的始端连接；经箝位电容<^后，与变压器副边整流二极管久的阳极、变压器副边线圈的始端、变压器副边整流二极管的阴极、功率半导体开关ft的漏极、这的体二极管或额外的并联二极管I的阴极、以及输出电阻的第一连接端连接；依次经变压器原边励磁电感4与谐振电感^后，与功率半导体开关&的源极、β 的体二极管或额外的并联二极管％的阳极、功率半导体开关&的漏极、以及Q1的体二极管或额外的并联二极管&的阴极连接；并经全波整流电容C2后，与直流 输入电源的负极、功率半导体开关βι的源极、以及Q1的体二极管或额外的并联二极管&的阳极连接；所述变压器原边线圈的末端，与变压器原边励磁电感及谐振电感矣的公共端
连接；变压器副边线圈的末端，与变压器副边整流二极管/\的阴极及变压器副边整流二极
管U2的阳极连接；输出电阻的第二连接端与直流输入电源的正极连接；功率半导体开
关fik的栅极，用于输入占空比力 的脉冲信号；功率半导体开关fib的栅极，用于输入占空比为1-U的脉冲信号。进一步地，以上所述的高升压比变换器，还包括变压器副边滤波电容q 1JC4 ;所述变压器副边滤波电容G，连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流二极管1\的阳极之间；所述变压器副边滤波电容Q，连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流二极管Ι 3的阴极之间。进一步地，以上所述的高升压比变换器，还包括旁路电容C01;所述旁路电容％，并接在Q1的体二极管或额外的并联二极管Dfii的阳极与阴极之间；所述旁路电容
Cg2 ,并接在佐的体二极管或额外的并联二极管％|的阳极与阴极之间。进一步地，所述直流输入电源，为至少包括太阳能电池板PV或蓄电池的储能设备或风能发电设备或光热发电装置；所述功率半导体开关沽与β2，包括金属氧化物场效应晶体管M0SFET、绝缘栅极双极型晶体管IGBT与二极管中的至少一种。通过诸如以上第一至第四技术方案所述的高升压比变换器，可以把一些功率源的较低输出电压转换成较高输出电压；根据具体应用和控制方法的不同，第一至第四技术方案的高升压比变换器的输出可以是标准直流电压或者经过控制调制的特定电压波形。当第一至第四技术方案所述的高升压比变换器的输出为直流电压时，其输出端可以接相应的负载或者作为后级功率变换器的输入；当第一至第四技术方案所述的高升压比变换器的输出为特定电压波形(比如馒头波形)时，其输出可以接一个以电网频率切换的换向桥电路，把输出馒头波形电流变换成正弦电流送入电网。诸如以上第一至第四技术方案所述的高升压比变换器的一个重要应用，即为构建太阳能分布式并网发电系统的太阳能逆变器。以下通过第五至第八技术方案，对基于以上第一至第四技术方案所述的高升压比变换器的太阳能逆变器进行举例说明。本实用新型采用的第五技术方案是一种基于以上第一技术方案所述的高升压比变换器的太阳能逆变器，包括高升压比变换器、全桥逆变模块、带有MPPT功能的逆变器控
制器与并网电压源·，其中[0044]所述高升压比变换器输入端的直流输入电源，输出直流电压与直流电流至带有MPPT功能的逆变器控制器；高升压比变换器的输出电压，经全桥逆变模块后，与并网电压
源连接，并输出并网电压的有效值及并网电流的有效值至带有最大功率点
跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)功能的逆变器控制器。进一步地，所述全桥逆变模块包括功率半导体开关、·&与Ss，所述高升压
比变换器的输出电压的第一接线端，与功率半导体开关&的漏极、以及功率半导体开关Q5
的漏极连接；第二接线端，与功率半导体开关&的源极、以及功率半导体开关仏的源极连接；所述功率半导体开关达的源极与功率半导体开关仏的漏极连接，并经并网电压 源'^ 后，与功率半导体开关β*的源极、以及功率半导体开关&的漏极连接；功率半导体开关ft的栅极、功率半导体开关β 栅极、功率半导体开关Q5的栅极、以及功率半导体开关&的栅极，均为控制端。进一步地，在所述高升压比变换器的输出端，并接有输出端滤波电容Cff ;所述输
出端滤波电容Cij的第一连接端，与功率半导体开关的漏极、以及功率半导体开关&的
漏极连接；第二连接端，与功率半导体开关a的源极、以及功率半导体开关a的源极连接。进一步地，以上所述的基于高升压比变换器的太阳能逆变器，还包括输出端电感^^与& ,所述输出端电感^ 连接在功率半导体开关込的源极与并网电压源vPif之间，
所述输出端电感￡ 2连接在功率半导体开关&的源极与并网电压源之间。本实用新型采用的第六技术方案是一种基于以上第二技术方案所述的高升压比变换器的太阳能逆变器，包括高升压比变换器、全桥逆变模块、带有MPPT功能的逆变器控
制器与并网电压源其中所述高升压比变换器输入端的直流输入电源，输出直流电压与直流电流至带有MPPT功能的逆变器控制器；高升压比变换器的输出电压，经全桥逆变模块后，与并网电压
源Vsrif连接，并输出并网电压的有效值7_及并网电流的有效值至带有MPPT功能的
逆变器控制器。进一步地，所述全桥逆变模块包括功率半导体开关&、β*、S5 USs，所述高升压
比变换器的输出电压的第一接线端，与功率半导体开关β3的漏极、以及功率半导体开关&
的漏极连接；第二接线端，与功率半导体开关仏的源极、以及功率半导体开关仏的源极连接；所述功率半导体开关这的源极与功率半导体开关β 的漏极连接，并经并网电压源'^s后，与功率半导体开关的源极、以及功率半导体开关Ss的漏极连接；功率半导体开关&的栅极、功率半导体开关&栅极、功率半导体开关&的栅极、以及功率半导体开关&的栅极，均为控制端。进一步地，在所述高升压比变换器的输出端，并接有输出端滤波电容Cff ;所述输
出端滤波电容<^的第一连接端，与功率半导体开关ft的漏极、以及功率半导体开关込的
漏极连接；第二连接端，与功率半导体开关a的源极、以及功率半导体开关a的源极连接。进一步地，以上所述的基于高升压比变换器的太阳能逆变器，还包括输出端电感Zol与Iw,所述输出端电感￡ 连接在功率半导体开关ft的源极与并网电压源之间，
所述输出端电感‘连接在功率半导体开关的源极与并网电压源Vps之间。 本实用新型采用的第七技术方案是一种基于以上技术方案三所述的高升压比变换器的太阳能逆变器，包括高升压比变换器、全桥逆变模块、带有MPPT功能的逆变器控制
器与并网电压源其中所述高升压比变换器输入端的直流输入电源，输出直流电压与直流电流至带有MPPT功能的逆变器控制器；高升压比变换器的输出电压，经全桥逆变模块后，与并网电压
源连接，并输出并网电压的有效值及并网电流的有效值至带有MPPT功能的
逆变器控制器。进一步地，所述全桥逆变模块，包括晶闸管鉍与达，以及功率半导体开关Q1与Os ;所述高升压比变换器的输出电压的第一接线端，与晶闸管这的阳极、以及晶闸管
05的阳极连接；第二接线端，与功率半导体开关込的源极、以及功率半导体开关Qs的源极连接；所述晶闸管ft的阴极与功率半导体开关β 的漏极连接，并经并网电压源V-后，与晶闸管β的阴极、以及功率半导体开关fis的漏极连接；晶闸管Gk的控制极、功率半导体
开关β 栅极、晶闸管Gk的控制极、以及功率半导体开关Gk的栅极，均为控制端。进一步地，以上所述的基于高升压比变换器的太阳能逆变器，其特征在于，还包括输出端电感与Am ,所述输出端电感连接在功率半导体开关fit的源极与并网电
压源 之间，所述输出端电感连接在功率半导体开关&的源极与并网电压源1V 之间。本实用新型采用的第八技术方案是一种基于以上第四技术方案所述的高升压比变换器的太阳能逆变器，包括高升压比变换器、全桥逆变模块、带有MPPT功能的逆变器控制器与并网电压源Vpif，其中所述高升压比变换器输入端的直流输入电源，输出直流电压与直流电流至带有MPPT功能的逆变器控制器；高升压比变换器的输出电压，经全桥逆变模块后，与并网电压
源连接，并输出并网电压的有效值U及并网电流的有效值/ B至带有MPPT功能的
逆变器控制器。进一步地，所述全桥逆变模块，包括晶闸管达与鉍，以及功率半导体开关&与
Qs ；所述高升压比变换器的输出电压的第一接线端，与晶闸管a的阳极、以及晶闸管
Os的阳极连接；第二接线端，与功率半导体开关么的源极、以及功率半导体开关β的源极连接；所述晶闸管Sb的阴极与功率半导体开关Q1的漏极连接，并经并网电压源1^ 后，与晶闸管0S的阴极、以及功率半导体开关达的漏极连接；晶闸管这的控制极、功率半导体
开关a栅极、晶闸管Gk的控制极、以及功率半导体开关ft的栅极，均为控制端。进一步地，以上所述的基于高升压比变换器的太阳能逆变器，还包括输出端电感Z0!与所述输出端电感k连接在功率半导体开关ft的源极与并网电压源vPH之间，
所述输出端电感￡ 连接在功率半导体开关0S的源极与并网电压源Vfir 之间。同时，本实用新型采用的再一技术方案是一种基于以上第一至第四技术方案所述的高升压比变换器的太阳能电池系统，至少包括发电装置、逆变器、以及电网和/或电器设备，所述发电装置、逆变器、以及电网和/或电器设备依次连接；所述发电装置输出的电压与电流，经逆变器处理后，供给电网和/或电器设备。进一步地，所述逆变器，至少包括高升压比变换器、控制电路、辅助电源与通讯模块;其中所述控制电路及辅助电源，分别与高升压比变换器及通讯模块连接；发电装置输出的电压与电流，经高升压比变换器处理后，供给电网和/或电器设备连接。进一步地，以上所述的基于高升压比变换器的太阳能电池系统，至少还包括通信网关、计算机服务器、以及监控和管理中心；所述通讯模块、通信网关、计算机服务器、以及监控和管理中心，依次连接。进一步地，所述发电装置，至少包括并行设置的风力发电装置与太阳能发电装置。另外，诸如以上第一至第四技术方案所述的高升压比变换器，除了可以用于诸如以上第五至第八技术方案所述的基于高升压比变换器的太阳能逆变器中、以及用于如上所述的基于高升压比变换器的太阳能电池系统中，把太阳能电池板的直流输入电压、电流，转换成合适的并网电压和电流，实现相应的DC/AC转换外；也可以用于其他需要高升压比的DC/DC能量转换，把较低的输入电压转换成较高的输出电压。本实用新型各实施例的高升压比变换器、太阳能逆变器与太阳能电池系统，其中，高升压比变换器是基于传统的有源箝位反激变换器提出的新型高升压比变换器；在此类高升压比变换器中，在保留原有源箝位反激变换器软开关优点的同时，还具有更高的升压比；同时，此类高升压比变换器的能量传递途径与传统有源箝位反激变换器相比也有不同；另外，在此类高升压比变换器中，部分能量直接通过太阳能电池板和箝位电容提供给负载，无需经过变压器的耦合，减小了传输过程中由于功率变换带来的额外损耗，本质上具有比有源箝位反 激变换器更高的转换效率；从而可以克服现有技术中升压比小、传输路径长、额外损耗大与能量转换效率低的缺陷，以实现升压比大、传输路径短、额外损耗小与能量转换效率高的优点。本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中图Ia为传统低端箝位反激变换器的工作原理示意图；图Ib为传统高端箝位反激变换器的工作原理示意图；图2为传统高端箝位反激变换器的仿真波形示意图；图3a为根据本实用新型高升压比变换器实施例一的工作原理示意图；图3b为根据本实用新型高升压比变换器实施例二的工作原理示意图；图3c为根据本实用新型高升压比变换器实施例三的工作原理示意图；图3d为根据本实用新型高升压比变换器实施例四的工作原理示意图；图4为本实用新型高升压比变换器与传统有源箝位反激变换器的占空比-升压比的比较曲线;图5a为根据本实用新型基于高升压比变换器的太阳能逆变器实施例一的工作原理示意图；图5b为根据本实用新型基于高升压比变换器的太阳能逆变器实施例二的工作原理示意图；图5c为根据本实用新型基于高升压比变换器的太阳能逆变器实施例三的工作原理示意图；图5d为根据本实用新型基于高升压比变换器的太阳能逆变器实施例四的工作原理示意图；图6为根据本实用新型基于高升压比变换器的太阳能电池系统实施例的工作原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。高升压比变换器实施例[0092]实施例一根据本实用新型实施例，提供了一种高升压比变换器。如图3a所示，本实施例包括直流输入电源，半波整流电容CV ,箝位电容€^，变压器，变压器原边励磁电感Xli，谐振
电感，功率半导体开关ft与込，ft的体二极管或额外的并联二极管Hgi与1^，输出电
阻七，变压器副边整流二极管H1,变压器副边滤波电容C1,以及旁路电容％与Cq2。其中，上述直流输入电源的正极， 与变压器原边线圈的始端连接；经箝位电容<^
后，与变压器副边线圈的始端、变压器副边整流二极管巧的阴极、功率半导体开关β 的漏
极、Q2的体二极管或额外的并联二极管％ 的阴极、以及输出电阻的第一连接端连接；
依次经变压器原边励磁电感k与谐振电感4后，与功率半导体开关O2的源极、Sb的体二
极管或额外的并联二极管％的阳极、功率半导体开关ft的漏极、以及a的体二极管或额
外的并联二极管^% 的阴极连接；并经半波整流电容Cjf后，与直流输入电源的负极、功率
半导体开关a的源极、&的体二极管或额外的并联二极管&的阳极、以及输出电阻的第二连接端连接。上述变压器原边线圈的末端，与变压器原边励磁电感及谐振电感^的公共端
连接；变压器副边线圈的末端，与变压器副边整流二极管的阳极连接；功率半导体开关
a的栅极，用于输入占空比为 的脉冲信号；功率半导体开关02的栅极，用于输入占空比为I-U的脉冲信号。上述变压器副边滤波电容Α，连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流
二极管U1的阴极之间。旁路电容％，并接在ft的体二极管或额外的并联二极管％的阳
极与阴极之间；旁路电容Cg2，并接在ft的体二极管或额外的并联二极管Ug2的阳极与阴极之间。具体地，在在上述实施例中，直流输入电源，为至少包括太阳能电池板PV或蓄电池的储能设备或风能发电设备或光热发电装置；功率半导体开关a ，包括金属氧化
物场效应晶体管M0SFET、绝缘栅极双极型晶体管IGBT与二极管中的至少一种。实施例二根据本实用新型实施例，提供了一种高升压比变换器。如图3b所示，本实施例包括直流输入电源，全波整流电容q ,箝位电容Ca，变压器，变压器原边励磁电感&，谐振
电感矣，功率半导体开关ft与达，的体二极管或额外的并联二极管!^与!^，
输出电阻,变压器副边整流二极管巧与112 ,变压器副边滤波电容&与04 ,以及旁路电
容 Cgt 与 C02。其中，上述直流输入电源的正极，与变压器原边线圈的始端连接；经箝位电容<^后，与变压器副边整流二极管的阳极、变压器副边线圈的始端、变压器副边整流二极管D7的阴极、功率半导体开关Oj的漏极、ft的体二极管或额外的并联二极管％的阴极、以及输出电阻的第一连接端连接；依次经变压器原边励磁电感^与谐振电感矣后，与功率半导体开关这的源极、这的体二极管或额外的并联二极管的阳极、功率半导体开关&的漏极、以及&的体二极管或额外的并联二极管％的阴极连接；并经全波整流电容C2后，与直流输入电源的负极、功率半导体开关沾的源极、么的体二极管或额外的并联二极管DfiI的阳极、以及输出电阻的第二连接端连接。上述变压器原边线圈的末端，与变压器原边励磁电感及谐振电感/^的公共端连接；变压器副边线圈的末端，与变压器副边整流二极管^^的阴极及变压器副边整流二极管心3的阳极连接；功率半导体开关&的栅极，用于输入占空比力U的脉冲信号；功率半导体开关a的栅极，用于输入占空比为l- 的脉冲信号。上述变压器副边滤波电容连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流二极管巧的阳极之间；变压器副边滤波电容C4，连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流二极管D3的阴极之间。上述旁路电容Cg1,并接在达的体二极管或额外的并联二极管％的阳极与阴极
之间；旁路电容；，并接在Gb的体二极管或额外的并联二极管1的阳极与阴极之间。具体地，在上述实施例中直流输入电源，为至少包括太阳能电池板PV或蓄电池的储能设备或风能发电设备或光热发电装置；功率半导体开关&与，包括金属氧化物场
效应晶体管M0SFET、绝缘栅极双极型晶体管IGBT与二极管中的至少一种。实施例三根据本实用新型实施例，提供了一种高升压比变换器。如图3c所示，本实施例包括直流输入电源，半波整流电容Cjr ,箝位电容€^，变压器，变压器原边励磁电感￡ ,谐振
电感Z1 ,功率半导体开关还与达，^和迗的体二极管或额外的并联二极管％与~, 输出电阻以及变压器副边整流二极管i\,变压器副边滤波电容C1,以及旁路电容％
与 Cg2 O其中，上述直流输入电源的正极，与变压器原边线圈的始端连接；经箝位电容<^后，与变压器副边线圈的始端、变压器副边整流二极管巧的阴极、功率半导体开关β2的漏极、Q1的体二极管或额外的并联二极管的阴极、以及输出电阻的第一连接端连接；依次经变压器原边励磁电感^与谐振电感矣后，与功率半导体开关ft的源极、&的体二极管或额外的并联二极管的阳极、功率半导体开关&的漏极、以及a的体二极管或额外的并联二极管&的阴极连接；并经半波整流电容lCjr后，与直流输入电源的负极、功率半导体开关01的源极、以及这的体二极管或额外的并联二极管％的阳极连接。上述变压器原边线圈的末端，与变压器原边励磁电感￡ 及谐振电感^的公共端连接；变压器副边线圈的末端，与变压器副边整流二极管巧的阳极连接；输出电阻的第二连接端与直流输入电源的正极连接；功率半导体开关ft的栅极，用于输入占空比力U的脉冲信号；功率半导体开关岛的栅极，用于输入占空比为I- 的脉冲信号。上述变压器副边滤波电容C1,连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流 二极管B1的阴极之间。旁路电容并接在沾的体二极管或额外的并联二极管的阳
极与阴极之间；旁路电容％，并接在込的体二极管或额外的并联二极管Ufl2的阳极与阴极之间。具体地，在上述实施例中，直流输入电源，为至少包括太阳能电池板PV或蓄电池的储能设备或风能发电设备或光热发电装置；功率半导体开关a 仏，包括金属氧化物
场效应晶体管M0SFET、绝缘栅极双极型晶体管IGBT与二极管中的至少一种。实施例四根据本实用新型实施例，提供了一种高升压比变换器。如图3d所示，本实施例包括直流输入电源，全波整流电容q,箝位电容Ca，变压器，变压器原边励磁电感4 ,谐振 电感Zt，功率半导体开关a与达，込和込的体二极管或额外的并联二极管Uflt与
输出电阻Λσ，变压器副边整流二极竹ZJ1 ，变压器副边滤波电容<^与C4 ,以及旁路电
各 Cgg 与 Cg2。其中，上述直流输入电源的正极，与变压器原边线圈的始端连接；经箝位电容<^后，与变压器副边整流二极管的阳极、变压器副边线圈的始端、变压器副边整流二极管B2的阴极、功率半导体开关03的漏极、&的体二极管或额外的并联二极管％!的阴极、以及输出电阻馬》的第一连接端连接；依次经变压器原边励磁电感&与谐振电感^后，与功率半导体开关这的源极、fib的体二极管或额外的并联二极管的阳极、功率半导体开关a的漏极、以及&的体二极管或额外的并联二极管DflI的阴极连接；并经全波整流电容 *后，与直流输入电源的负极、功率半导体开关沾的源极、以及Q1的体二极管或额外的并 联二极管D01的阳极连接。上述变压器原边线圈的末端，与变压器原边励磁电感及谐振电感矣的公共端连接；变压器副边线圈的末端，与变压器副边整流二极管馬的阴极及变压器副边整流二极管1 2的阳极连接；输出电阻的第二连接端与直流输入电源的正极连接；功率半导体开
关&的栅极，用于输入占空比为 的脉冲信号；功率半导体开关&的栅极，用于输入占空比为I-U的脉冲信号。上述变压器副边滤波电容连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流二极管取的阳极之间；变压器副边滤波电容C4 ,连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流二极管D2的阴极之间。上述旁路电容C01,并接在达的体二极管或额外的并联二极管Ufll的阳极与阴极
之间；所述旁路电容C02 ,并接在03的体二极管或额外的并联二极管的阳极与阴极之 间。具体地，在上述实施例中，直流输入电源，为至少包括太阳能电池板PV或蓄电池的储能设备或风能发电设备或光热发电装置；功率半导体开关a ，包括金属氧化物场效应晶体管M0SFET、绝缘栅极双极型晶体管IGBT与二极管中的至少一种。图4可以显示上述高升压比变换器实施例一至实施例三(即图3a-图3d)中相应的高升压比变换器与传统反激变换器的占空比-升压比的比较曲线。具体地，在图4中，A表示图3b显示的高升压比变换器与传统反激变换器的占空比-升压比的比较曲线；B表示图3d显示的高升压比变换器与传统反激变换器的占空比-升压比的比较曲线；C表示图3a显示的高升压比变换器与传统反激变换器的占空比-升压比的比较曲线；D表示图3c显示的高升压比变换器与传统反激变换器的占空比-升压比的比较曲线；E表示传统反激变换器的占空比-升压比的比较曲线。如图3a 图3d所示的上述实施例一至实施例四，给出了本实用新型提出的系列高升压比变换器。表I总结了这四种高升压比变换器的输出电压与输入电压的关系式。图4给出了当变压器变比N=I时，这四种高升压比变换器的升压比随着占空比D变化的曲线，并同时与传统有源箝位变换器的升压比曲线作了对比。可以看出，这四种高升压比变换器的升压比都高于传统的有源箝位反激变换器。表I:如图3a 图3d所示的四种高升压比变换器的升压比关系式
M 斤土 I;:S:换怒ii|3aW3bM3d
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uVm I-D \ Vm I-DVm I-DVjk ~ i-B在图3a和图3b中，输出端总的电压为输入电压，箝位电容电压与半波或全波整流电容电压的叠加。这两种高升压比变换器适用于需要高升压比的直流-直流转换场合，即把输入侧的低直流电压转换成较高的输出电压。如表I所示，这两种高升压比变换器的输出电压表达式中含有与占空比D无关的常数项。在占空比D需要调制时，输出电压需要得到特定波形的场合，这两种高升压比变换器不适合。[0123]因此，本实用新型提出了如图3c和图3d所示的高升压比变换器。他们与前两种电路的不同之处在于输出电压的表达式中去除了与占空比无关的常数项；输出电压只含有与 有关的分量。所以，这两种高升压比变换器的结构适合于对占空比U进行一定的调制，输出电压为一特定波形的应用场合，比如，单级太阳能微逆变器等。本实用新型提出的这四种高升压比变换器中，变压器原边的功率开关管沾和込可以是金属氧化物场效应晶体管MOSFET或者绝缘栅极双极型晶体管IGBT。沾和达互补开通，在谐振电感矣足够大的情况下，込和込可以实现零电压开通(ZVS);变压器副边的整流二极管久和￡ 2可以实现零电流关断。由于这些特性，这四种高升压比变换器可以实
现较高的转换效率。太阳能逆变器实施例实施例一 根据本实用新型实施例，提供了一种基于高升压比变换器实施例一的太阳能逆变器。如图5a所示，本实施例包括高升压比变换器，全桥逆变模块，带有MPPT功能的逆变器
控制器，并网电压源以及输出端电感￡ 与Zra。上述高升压比变换器输入端的直流输入电源，输出直流电压与直流电流至带有MPPT功能的逆变器控制器；高升压比变换器的输出电压，经全桥逆变模块后，与并网电压
源'^ 连接，并输出并网电压的有效值及并网电流的有效值至带有MPPT功能的
逆变器控制器。在上述实施例中，全桥逆变模块包括功率半导体开关 5、a、05 US5，所述高升压比变换器的输出电压的第一接线端，与功率半导体开关迗的漏极、以及功率半导体开关Qi的漏极连接；第二接线端，与功率半导体开关a的源极、以及功率半导体开关么的源极连接；功率半导体开关ft的源极与功率半导体开关级的漏极连接，并经并网电压源V-后，与功率半导体开关05的源极、以及功率半导体开关β的漏极连接；功率半导体开关这的栅极、功率半导体开关01栅极、功率半导体开关β的栅极、以及功率半导体开关Gb的栅极，均为控制端；输出端电感连接在功率半导体开关fik的源极与并网电压源之间，输出端电感连接在功率半导体开关&的源极与并网电压源V, 之间。在上述高升压比变换器的输出端，并接有输出端滤波电容C0 ;输出端滤波电容G0的第一连接端，与功率半导体开关:^的漏极、以及功率半导体开关&的漏极连接；第
二连接端，与功率半导体开关β*的源极、以及功率半导体开关达的源极连接。实施例二根据本实用新型实施例，提供了一种基于高升压比变换器实施例二的太阳能逆变器。如图5b所示，本实施例包括高升压比变换器，全桥逆变模块，带有MPPT功能的逆变器控制器，并网电压源，以及输出端电感￡ 与其中，上述高升压比变换器输入端的直流输入电源，输出直流电压与直流电流至带有MPPT功能的逆变器控制器；高升压比变换器的输出电压，经全桥逆变模块后，与并网
电压源连接，并输出并网电压的有效值》W及并网电流的有效值至带有MPPT功能的逆变器控制器；输出端电感连接在功率半导体开关03的源极与并网电压源V, 之间，输出端电感连接在功率半导体开关&的源极与并网电压源之间。上述全桥逆变模块包括功率半导体开关23、a、a高升压比变换器的输出电压的第一接线端，与功率半导体开关&的漏极、以及功率半导体开关级的漏极连接；第二接线端，与功率半导体开关β 的源极、以及功率半导体开关β的源极连接；功率半导体开关&的源极与功率半导体开关β*的漏极连接，并经并网电压源&^后，与功率半导体开关fik的源极、以及功率半导体开关fii的漏极连接；功率半导体开关β3的栅极、功率半导体开关βι栅极、功率半导体开关钱的栅极、以及功率半导体开关仏的栅极，均为控制端。在上述高升压比变换器的输出端，并接有输出端滤波电容Cff ;输出端滤波电容C0的第一连接端，与功率半导体开关込的漏极、以及功率半导体开关达的漏极连接;第
二连接端，与功率半导体开关S1的源极、以及功率半导体开关Si的源极连接。实施例三根据本实用新型实施例，提供了一种基于高升压比变换器实施例二的太阳能逆变器。如图5c所示，本实施例包括高升压比变换器、全桥逆变模块、带有MPPT功能的逆变器
控制器，并网电压源\ ,以及输出端电感￡ 与其中，上述高升压比变换器输入端的直流输入电源，输出直流电压与直流电流至带有MPPT功能的逆变器控制器；高升压比变换器的输出电压，经全桥逆变模块后，与并网
电压源连接，并输出并网电压的有效值及并网电流的有效值至带有MPPT功能的逆变器控制器；输出端电感￡ 连接在功率半导体开关β的源极与并网电压源 之间，所述输出端电感连接在功率半导体开关级的源极与并网电压源· V 之间。上述全桥逆变模块，包括晶闸管达与込，以及功率半导体开关β 与达；高升压比变换器的输出电压的第一接线端，与晶闸管&的阳极、以及晶闸管0s的阳极连接；第二接线端，与功率半导体开关仏的源极、以及功率半导体开关Os的源极连接；晶闸管fib的阴极与功率半导体开关仏的漏极连接，并经并网电压源~^ 后，与晶闸管&的阴极、以及功率半导体开关级的漏极连接；晶闸管达的控制极、功率半导体开关a栅极、晶闸管达的控制极、以及功率半导体开关·a的栅极，均为控制端。[0140]实施例四根据本实用新型实施例，提供了一种基于高升压比变换器实施例二的太阳能逆变器。如图5d所示，本实施例包括高升压比变换器、全桥逆变模块、带有MPPT功能的逆变器
控制器，并网电压源以及输出端电感与Zoa。其中，上述高升压比变换器输入端的直流输入电源，输出直流电压与直流电流至带有MPPT功能的逆变器控制器；高升压比变换器的输出电压，经全桥逆变模块后，与并网
电压源连接，并输出并网电压的有效值及并网电流的有效值至带有MPPT功能的逆变器控制器；输出端电感连接在功率半导体开关钱的源极与并网电压源 之 间，所述输出端电感连接在功率半导体开关β的源极与并网电压源之间。上述全桥逆变模块，包括晶闸管远与级，以及功率半导体开关β 与S5 ;高升压比变换器的输出电压的第一接线端，与晶闸管ft的阳极、以及晶闸管β5的阳极连接；第二接线端，与功率半导体开关ft的源极、以及功率半导体开关Qi的源极连接；晶闸管的阴极与功率半导体开关β 的漏极连接，并经并网电压源V-后，与晶闸管这的阴极、以及功率半导体开关Gb的漏极连接；晶闸管达的控制极、功率半导体开关込栅极、晶闸管Gk的控制极、以及功率半导体开关&的栅极，均为控制端。如图5a 图5d所示的上述实施例一至实施例四，给出了基于如图3a 图3d所示的上述实施例一至实施例四的太阳能逆变器结构。太阳能逆变器的输入可以是一块或多块太阳能电池板。如图5a和图5b所示，基于前两种高升压比变换器的太阳能逆变器为两级结构，高升压比变换器只是负责MPPT控制和升压，输出为一个固定的高压直流电压，比如，400V。后级电路一般为一个工作于高频切换(频率一般为IOkHz 20kHz)全桥逆变电路，把输出电流调制成与电网电压同频率同相位的正弦电流，经过输出端滤波器后输入电网。基于后两种高升压比变换器的太阳能逆变器结构有所不同。如图5c和图5d所示，高升压比变换器在实现MPPT控制的同时，还进行了输出电流调制。理想情况下，输出电流波形和电网电压的表达式为
。(0 = (sm(T 0|厂(2)
VfrisCO = . ν神 Sm(Wii)其中，和V神(O为高升压比变换器输出电流和电网电压的瞬时值；人^和
分别为高升压比变换器输出电流和电网电压的有效值；ω为电网频率。高升压比变换器的输出接一个工作于电网频率的由晶闸管SCR和MOSFET组成的换向电路，在通过输出滤波器滤除高频谐波后，使得最终的并网电流为与电网同频同相位的正弦波。在上述5a 图5d中，逆变器的控制器一般是采用数字控制器DSP或者高性能单片机MCU。为了实现最大功率点跟踪(MPPT)功能，需要采样太阳能电池板的输出电压和输出电流Ar。在DSP/MCU中的MPPT控制程序会根据》W和Jfy产生一个控制信号。为
了让逆变器输出的电流和电网电压同相，实现功率因数为单位一的并网功率传输，需要采样电网侧的电压和逆变器的输出电流。网侧电压用来产生一个时基信号，该时基信号可以用来生产了一个与电网电压同相的正弦信号，与来自于MPPT的控制信号配合，产生输出电流的基准。采样回来的输出电流与该电流基准比较后，通过误差调节器，输出控制信号到开
关管込 仏。这样，可以让太阳能电池板工作在最大功率点，也可以保证输出电流与电网
侧电压同相。太阳能电池系统实施例 根据本实用新型实施例，提供了一种基于实施例一至四中任一实施例的高升压比变换器太阳能电池系统。如图6所示，在本实施例中，至少包括发电装置、逆变器、以及电网和/或电器设备，发电装置、逆变器、以及电网和/或电器设备依次连接；发电装置输出的电压与电流，经逆变器处理后，供给电网和/或电器设备。这里，发电装置，至少包括并行设置的风力发电装置与太阳能发电装置。其中，逆变器，至少包括高升压比变换器、控制电路、辅助电源与通讯模块；控制电路及辅助电源，分别与高升压比变换器及通讯模块连接；发电装置输出的电压与电流，经高升压比变换器处理后，供给电网和/或电器设备连接。另外，在上述实施例中，在逆变器中还可以包括逆变器工作所需的其他设备，控制电路及辅助电源分别与其他设备连接。优选地，为了实现本地和/或远程监管功能，在上述基于高升压比变换器的太阳能电池系统中，至少还包括通信网关、计算机服务器、以及监控和管理中心；通讯模块、通信网关、计算机服务器、以及监控和管理中心，依次连接。最后应说明的是以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.ー种高升压比变换器，其特征在于，包括直流输入电源，半波整流电容Cw,箝位电容，变压器，变压器原边励磁电感4,谐振电感^,功率半导体开关a与β2, fi!与a的体ニ极管或额外的并联ニ极管Bgl输出电阻以及变压器副边整流ニ极管！I1;其中 所述直流输入电源的正极，与变压器原边线圈的始端连接；经箝位电容Ca后，与变压器副边线圈的始端、变压器副边整流ニ极管巧的阴极、功率半导体开关fib的漏扱、这的体ニ极管或额外的并联ニ极管~的阴极、以及输出电阻的第一连接端连接；依次经变压器原边励磁电感与谐振电感ら后，与功率半导体开关fib的源扱、达的体ニ极管或额外的并联ニ极管％!的阳极、功率半导体开关&的漏极、以及S1的体ニ极管或额外的并联ニ极管％的阴极连接；并经半波整流电容Cjr后，与直流输入电源的负极、功率半导体开关Q1的源扱、Qi的体ニ极管或额外的并联ニ极管％的阳极、以及输出电阻·*的第二连接端连接； 所述变压器原边线圈的末端，与变压器原边励磁电感及谐振电感ら的公共端连接；变压器副边线圈的末端，与变压器副边整流ニ极管A1的阳极连接；功率半导体开关&的栅极，用于输入占空比为 的脉冲信号；功率半导体开关Gb的栅极，用于输入占空比为I iJ的脉冲信号。
2.根据权利要求I所述的高升压比变换器，其特征在于，还包括变压器副边滤波电容C1;所述变压器副边滤波电容C1，连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流ニ极管 的阴极之间。
3.根据权利要求I或2所述的高升压比变换器，其特征在于，还包括旁路电容C0i与Cm ;所述旁路电容Cfll,并接在S1的体ニ极管或额外的并联ニ极管Ufil的阳极与阴极之间；所述旁路电容C02，并接在达的体ニ极管或额外的并联ニ极管1 的阳极与阴极之间。
4.根据权利要求I或2所述的高升压比变换器，其特征在于，所述直流输入电源，为至少包括太阳能电池板PV或蓄电池的储能设备或风能发电设备或光热发电装置； 所述功率半导体开关Giリ迗，包括金属氧化物场效应晶体管M0SFET、绝缘栅极双极型晶体管IGBT与ニ极管中的至少ー种。
5.ー种高升压比变换器，其特征在于，包括直流输入电源，全波整流电容q，箝位电容Ca，变压器，变压器原边励磁电感4 ，谐振电感ら，功率半导体开关a与a，&和!a的体ニ极管或额外的并联ニ极管％1与％*,输出电阻以及变压器副边整流ニ极管与;其中所述直流输入电源的正极，与变压器原边线圈的始端连接；经箝位电容Ca后，与变压器副边整流ニ极管久的阳极、变压器副边线圈的始端、变压器副边整流ニ极管U2的阴极、功率半导体开关02的漏扱、Q1的体ニ极管或额外的并联ニ极管~的阴极、以及输出电阻的第一连接端连接；依次经变压器原边励磁电感4与谐振电感4后，与功率半导体开关込的源扱、这的体ニ极管或额外的并联ニ极管~的阳极、功率半导体开关的漏扱、以及fik的体ニ极管或额外的并联ニ极管％的阴极连接；并经全波整流电容C2后,与直流输入电源的负极、功率半导体开关S1的源扱、&的体ニ极管或额外的并联ニ极管~的阳扱、以及输出电阻的第二连接端连接； 所述变压器原边线圈的末端，与变压器原边励磁电感及谐振电感ら的公共端连接；变压器副边线圈的末端，与变压器副边整流ニ极管久的阴极及变压器副边整流ニ极管の3的阳极连接；功率半导体开关沾的栅极，用于输入占空比为JJ的脉冲信号；功率半导体开关达的栅极，用于输入占空比为I-U的脉冲信号。
6.根据权利要求5所述的高升压比变换器，其特征在于，还包括变压器副边滤波电容C3与C4 ;所述变压器副边滤波电容连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流ニ极管D1的阳极之间；所述变压器副边滤波电容C4，连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流ニ极管/ 3的阴极之间。
7.根据权利要求5或6所述的高升压比变换器，其特征在于，还包括旁路电容％与Cm ;所述旁路电容％ ,并接在的体ニ极管或额外的并联ニ极管~的阳极与阴极之间；所述旁路电容％，并接在达的体ニ极管或额外的并联ニ极管％的阳极与阴极之间。
8.根据权利要求5或6所述的高升压比变换器，其特征在于，所述直流输入电源，为至少包括太阳能电池板PV或蓄电池的储能设备或风能发电设备或光热发电装置；所述功率半导体开关&リft ,包括金属氧化物场效应晶体管MOSFET、绝缘栅极双极型晶体管IGBT与ニ极管中的至少ー种。
9.ー种高升压比变换器，其特征在干，包括直流输入电源，半波整流电容Cw ,箝位电客1Ca，变压器，变压器原边励磁电感ん，谐振电感ら，功率半导体开关达与Q2,达和0,的体ニ极管或额外的并联ニ极管与~ ,输出电阻馬^,以及变压器副边整流ニ极管;其中 所述直流输入电源的正极，与变压器原边线圈的始端连接；经箝位电容Ca后，与变压器副边线圈的始端、变压器副边整流ニ极管巧的阴极、功率半导体开关fib的漏扱、fib的体ニ极管或额外的并联ニ极管~的阴极、以及输出电阻的第一连接端连接；依次经变压器原边励磁电感ん■与谐振电感ら后，与功率半导体开关达的源扱、Gb的体ニ极管或额外的并联ニ极管Dg2的阳极、功率半导体开关S1的漏极、以及Qi的体ニ极管或额外的并联ニ极管％的阴极连接；并经半波整流电容后，与直流输入电源的负极、功率半导体开关Q1的源扱、以及达的体ニ极管或额外的并联ニ极管％的阳极连接； 所述变压器原边线圈的末端，与变压器原边励磁电感ん及谐振电感ら的公共端连接；变压器副边线圈的末端，与变压器副边整流ニ极管久的阳极连接；输出电阻的第二连接端与直流输入电源的正极连接；功率半导体开关Sk的栅极，用于输入占空比为U的脉冲信号;功率半导体开关&的栅极，用于输入占空比为l-β的脉冲信号。
10.根据权利要求9所述的高升压比变换器，其特征在于，还包括变压器副边滤波电容C1;所述变压器副边滤波电容C1，连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流ニ极管 的阴极之间。
11.根据权利要求9或10所述的高升压比变换器，其特征在于，还包括旁路电容C01与Cq1 ;所述旁路电容Cg1 ,并接在达的体ニ极管或额外的并联ニ极管％的阳极与阴极之间；所述旁路电容，并接在β2的体ニ极管或额外的并联ニ极管1 的阳极与阴极之间。
12.根据权利要求9或10所述的高升压比变换器，其特征在于，所述直流输入电源，为至少包括太阳能电池板PV或蓄电池的储能设备或风能发电设备或光热发电装置； 所述功率半导体开关&リft，包括金属氧化物场效应晶体管MOSFET、绝缘栅极双极型晶体管IGBT与ニ极管中的至少ー种。
13.—种高升压比变换器，其特征在于，包括直流输入电源，全波整流电容q，箝位电容Ca，变压器，变压器原边励磁电感ん，谐振电感ん，功率半导体开关与β*，6k和&的体ニ极管或额外的并联ニ极管％与~，输出电阻，以及变压器副边整流ニ极管取与馬；其中 所述直流输入电源的正极，与变压器原边线圈的始端连接；经箝位电容Cct后，与变压器副边整流ニ极管久的阳极、变压器副边线圈的始端、变压器副边整流ニ极管D2的阴极、功率半导体开关达的漏扱、Q2的体ニ极管或额外的并联ニ极管~的阴极、以及输出电阻 的第一连接端连接；依次经变压器原边励磁电感4与谐振电感4后，与功率半导体开关达的源扱、这的体ニ极管或额外的并联ニ极管~的阳极、功率半导体开的漏扱、以及&的体ニ极管或额外的并联ニ极管~的阴极连接；并经全波整流电容G后，与直流输入电源的负极、功率半导体开关&的源极、以及G1的体ニ极管或额外的并联ニ极管~的阳极连接；所述变压器原边线圈的末端，与变压器原边励磁电感ん及谐振电感A的公共端连接；变压器副边线圈的末端，与变压器副边整流ニ极管久的阴极及变压器副边整流ニ极管D2的阳极连接；输出电阻的第二连接端与直流输入电源的正极连接;功率半导体开关ft的栅极，用于输入占空比为￡>的脉冲信号；功率半导体开关Qi的栅极，用于输入占空比为I-の的脉冲信号。
14.根据权利要求13所述的高升压比变换器，其特征在于，还包括变压器副边滤波电容与C4 ;所述变压器副边滤波电容连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流ニ极管我的阳极之间；所述变压器副边滤波电容C4 ,连接在变压器副边线圈的始端与变压器副边整流ニ极管U2的阴极之间。
15.根据权利要求13或14所述的高升压比变换器，其特征在于，还包括旁路电容C01与C02 ;所述旁路电容％，并接在ft的体ニ极管或额外的并联ニ极管％的阳极与阴极之间；所述旁路电容C02 ,并接在达的体ニ极管或额外的并联ニ极管的阳极与阴极之间。
16.根据权利要求13或14所述的高升压比变换器，其特征在于，所述直流输入电源，为至少包括太阳能电池板PV或蓄电池的储能设备或风能发电设备或光热发电装置； 所述功率半导体开关仏リ込，包括金属氧化物场效应晶体管MOSFET、绝缘栅极双极型晶体管IGBT与ニ极管中的至少ー种。
17.ー种基于权利要求I所述的高升压比变换器的太阳能逆变器，其特征在于，包括高升压比变换器、全桥逆变模块、带有最大功率点跟踪MPPT功能的逆变器控制器与并网电压源其中所述高升压比变换器输入端的直流输入电源，输出直流电压与直流电流至带有MPPT功能的逆变器控制器；高升压比变换器的输出电压，经全桥逆变模块后，与并网电压源'^a连接，并输出并网电压的有效值》及并网电流的有效值至带有MPPT功能的逆变器控制器。
18.根据权利要求17所述的基于高升压比变换器的太阳能逆变器，其特征在于，所述全桥逆变模块包括功率半导体ル叉么、込、Q5リ仏，所述高升压比变换器的输出电压的第一接线端，与功率半导体开关这的漏扱、以及功率半导体开关级的漏极连接；第ニ接线端，与功率半导体开关β*的源扱、以及功率半导体开关!0s的源极连接； 所述功率半导体开关ft的源极与功率半导体开关β 的漏极连接，并经并网电压源、保后，与功率半导体开关Gk的源扱、以及功率半导体开关β的漏极连接；功率半导体开叉达的栅极、功率半导体开关a栅极、功率半导体开关Qs的栅极、以及功率半导体开关a的栅极，均为控制端。
19.根据权利要求17或18所述的基于高升压比变换器的太阳能逆变器，其特征在干，在所述高升压比变换器的输出端，并接有输出端滤波电容1^ ;所述输出端滤波电容<^的第一连接端，与功率半导体开关级的漏扱、以及功率半导体开关&的漏极连接；第ニ连接端，与功率半导体开关仏的源扱、以及功率半导体开关Ss的源极连接。
20.根据权利要求19所述的基于高升压比变换器的太阳能逆变器，其特征在于，还包括输出端电感·与,所述输出端电感连接在功率半导体开关01的源极与并网电压源'^■ 之间，所述输出端电感JW连接在功率半导体开关达的源极与并网电压源'^■ 之间。
21.ー种基于权利要求5所述的高升压比变换器的太阳能逆变器，其特征在于，包括高升压比变换器、全桥逆变模块、带有MPPT功能的逆变器控制器与并网电压源'V ,其中所述高升压比变换器输入端的直流输入电源，输出直流电压与直流电流至带有MPPT功能的逆变器控制器；高升压比变换器的输出电压，经全桥逆变模块后，与并网电压源'Va连接，并输出并网电压的有效值》W及并网电流的有效值至带有MPPT功能的逆变器控制器。
22.根据权利要求21所述的基于高升压比变换器的太阳能逆变器，其特征在于，所述全桥逆变模块包括功率半导体开关&、a、ft 1JQ6,所述高升压比变换器的输出电压的第一接线端，与功率半导体开关ft的漏扱、以及功率半导体开关ft的漏极连接；第ニ接线端，与功率半导体开关β 的源扱、以及功率半导体开关钱的源极连接； 所述功率半导体开关a的源极与功率半导体开关a的漏极连接，并经并网电压源νρ 后，与功率半导体开关级的源扱、以及功率半导体开关ft的漏极连接；功率半导体开关a的栅极、功率半导体开关β 栅极、功率半导体开关a的栅极、以及功率半导体开关Os的栅极，均为控制端。
23.根据权利要求21或22所述的基于高升压比变换器的太阳能逆变器，其特征在干，在所述高升压比变换器的输出端，并接有输出端滤波电容G ;所述输出端滤波电容<^的第一连接端，与功率半导体开关ft的漏扱、以及功率半导体开关&的漏极连接；第ニ连接端，与功率半导体开关β 的源扱、以及功率半导体开关仏的源极连接。
24.根据权利要求23所述的基于高升压比变换器的太阳能逆变器，其特征在于，还包括输出端电感与Am ,所述输出端电感 οι连接在功率半导体开关βι的源极与并网电压源' V 之间，所述输出端电感连接在功率半导体开关&的源极与并网电压源1V 之间。
25.ー种基于权利要求9所述的高升压比变换器的太阳能逆变器，其特征在于，包括高升压比变换器、全桥逆变模块、带有MPPT功能的逆变器控制器与并网电压源Vers,其中 所述高升压比变换器输入端的直流输入电源，输出直流电压与直流电流至带有MPPT功能的逆变器控制器；高升压比变换器的输出电压，经全桥逆变模块后，与并网电压源·连接，并输出并网电压的有效值》W及并网电流的有效值ん 至带有MPPT功能的逆变器控制器。
26.根据权利要求25所述的基于高升压比变换器的太阳能逆变器，其特征在于，所述全桥逆变模块，包括晶闸管β3与!a,以及功率半导体开关込与钱； 所述高升压比变换器的输出电压的第一接线端，与晶闸管达的阳扱、以及晶闸管达的阳极连接；第二接线端，与功率半导体开关β*的源极、以及功率半导体开关fiis的源极连接； 所述晶闸管&的阴极与功率半导体开关级的漏极连接，并经并网电压源·Vif后，与晶闸管&的阴极、以及功率半导体开关仏的漏极连接；晶闸管ft的控制极、功率半导体开关Q4栅极、晶闸管&的控制扱、以及功率半导体开关β的栅极，均为控制端。
27.根据权利要求26所述的基于高升压比变换器的太阳能逆变器，其特征在于，还包括输出端电感^^31与[σι,所述输出端电感 σι连接在功率半导体开关仏的源极与并网电压源· ViI之间，所述输出端电感&连接在功率半导体开关a的源极与并网电压源· Va之间。
28.ー种基于权利要求13所述的高升压比变换器的太阳能逆变器，其特征在于，包括高升压比变换器、全桥逆变模块、带有MPPT功能的逆变器控制器与并网电压源Vers ,其中 所述高升压比变换器输入端的直流输入电源，输出直流电压与直流电流至带有MPPT功能的逆变器控制器；高升压比变换器的输出电压，经全桥逆变模块后，与并网电压源·连接，并输出并网电压的有效值Ra 及并网电流的有效值至带有MPPT功能的逆变器控制器。
29.根据权利要求28所述的基于高升压比变换器的太阳能逆变器，其特征在于，所述全桥逆变模块，包括晶闸管与& ,以及功率半导体开关Q1与& ; 所述高升压比变换器的输出电压的第一接线端，与晶闸管达的阳极、以及晶闸管a的阳极连接；第二接线端，与功率半导体开关β*的源极、以及功率半导体开关a的源极连接； 所述晶闸管&的阴极与功率半导体开关级的漏极连接，并经并网电压源·Vif后，与晶闸管05的阴极、以及功率半导体开关βρ的漏极连接；晶闸管込的控制极、功率半导体开关a栅极、晶闸管达的控制扱、以及功率半导体开关仏的栅极，均为控制端。
30.根据权利要求29所述的基于高升压比变换器的太阳能逆变器，其特征在于，还包括输出端电感与,所述输出端电感1tot连接在功率半导体开关fit的源极与并网电压源 之间，所述输出端电感·^连接在功率半导体开关ft的源极与并网电压源 之间。
31.ー种基于权利要求I或5或9或13所述的高升压比变换器的太阳能电池系统，其特征在于，至少包括发电装置、逆变器、以及电网和/或电器设备，所述发电装置、逆变器、以及电网和/或电器设备依次连接；所述发电装置输出的电压与电流，经逆变器处理后，供给电网和/或电器设备。
32.根据权利要求31所述的基于高升压比变换器的太阳能电池系统，其特征在于，所述逆变器，至少包括高升压比变换器、控制电路、辅助电源与通讯模块；其中 所述控制电路及辅助电源，分别与高升压比变换器及通讯模块连接；发电装置输出的电压与电流，经高升压比变换器处理后，供给电网和/或电器设备连接。
33.根据权利要求31或32所述的基于高升压比变换器的太阳能电池系统，其特征在于，至少还包括通信网关、计算机服务器、以及监控和管理中心；所述通讯模块、通信网关、计算机服务器、以及监控和管理中心，依次连接。
34.根据权利要求31或32所述的基于高升压比变换器的太阳能电池系统，其特征在于，所述发电装置，至少包括并行设置的风カ发电装置与太阳能发电装置。
专利摘要本实用新型公开了高升压比变换器、太阳能逆变器与太阳能电池系统，通过高升压比变换器，可以把一些功率源的较低输出电压转换成较高输出电压；根据具体应用和控制方法的不同，第一至第四技术方案的高升压比变换器的输出可以是标准直流电压或者经过控制调制的特定电压波形。本实用新型所述高升压比变换器、太阳能逆变器与太阳能电池系统，可以克服现有技术中升压比小、传输路径长、额外损耗大与能量转换效率低等缺陷，以实现升压比大、传输路径短、额外损耗小与能量转换效率高的优点。
文档编号H02J7/00GK202475260SQ20122000548
公开日2012年10月3日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者梁志刚, 郑崇峰 申请人:无锡联动太阳能科技有限公司