一种具有开关电感结构的BOOST变换器的制作方法

本实用新型涉及一种直流-直流变换器，具体是一种具有开关电感结构的BOOST变换器。

背景技术：

BOOST直流变换器伴随着以太阳能电源、风力发电、燃料电池为代表的新型电源和以化学电源、超级电容为代表的电能存贮设备的发展而发展起来的，并将随着这类无污染电源的广泛应用而得到广发应用。其中光伏发电及其并网系统获得了人们的广泛关注。在这些微网系统和并网系统中，每种能源形式均需要一个BOOST变换器，所以需要输入电压范围更高的BOOST变换器。但是现有的BOOST变换器虽然有稳定的输出电压，但是还存在着结构复杂，成本较高，功率器件电压应力高、电流纹波大，体积大等缺陷。

技术实现要素：

本实用新型针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种具有开关电感结构的BOOST变换器，解决了现有技术中电压增益低、电流纹波大、功率器件电压应力大的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具有开关电感结构的BOOST变换器，直流输入电源V的正极与单向整流二极管D1的阳极、耦合电感器的绕组L1的同名端相连，单向整流二极管D1的阴极与单向整流二极管D2的阴极、耦合电感器的绕组L2的同名端相连，耦合电感器的绕组L1的另一端与单向整流二极管D2、单向整流二极管D3的阳极相连，耦合电感器的绕组L2的另一端与单向整流二极管D4的阳极、功率开关管S1的漏极、单向整流二极管D3的阴极相连，整流二极管D4的阴极与输出滤波电容C1的一端相连，输出滤波电容C1的另一端与输出滤波电容C2的一端相连，功率开关管S1的源极与功率开关管S2的漏极相连，功率开关管S2的源极与单向整流二极管D5的阴极、直流输入电源V的负极相连，二极管D5的阳极与输出滤波电容C2的另一端相连。

本实用新型的优点效果如下：

本实用新型的变换器有四种工作模式：功率开关管S1、功率开关管S2导通模式，耦合电感器的绕组L1、绕组L2并联，处于充电状态，输出滤波电容C1、输出滤波电容C2处于放电状态；功率开关管S1导通，功率开关管S2关断模式，耦合电感器的绕组L1、绕组L2并联，处于充电状态，输出滤波电容C1、输出滤波电容C2处于放电状态；功率开关管S1关断，功率开关管S2导通模式，耦合电感器的绕组L1、绕组L2并联，处于充电状态，输出滤波电容C1、输出滤波电容C2处于放电状态；功率开关管S1、功率开关管S2关断模式，耦合电感器的绕组L1、绕组L2串联，处于放电状态，输出滤波电容C1、输出滤波电容C2处于充电状态；

本实用新型利用开关电感单元的内在特性，在功率开关管导通时，耦合电感器的绕组并联储能；在功率开关管关断时，耦合电感器的绕组串联放电，从而实现输出升压，结合BOOST变换器可达到输出电压的高增益。

附图说明

图1是本实用新型的一种具有开关电感结构的新型BOOST变换器的拓扑结构图。

图2是本实用新型的一种具有开关电感结构的新型BOOST变换器，功率开关管（S1、S2）导通模态图。

图3是本实用新型的一种具有开关电感结构的新型BOOST变换器，功率开关管（S1）导通，功率开关管（S2）关断模态图。

图4是本实用新型的一种具有开关电感结构的新型BOOST变换器，功率开关管（S1）关断，功率开关管（S2）导通模态图。

图5是本实用新型的一种具有开关电感结构的新型BOOST变换器，功率开关管（S1、S2）关断模态图。

具体实施方式

实施例

如图1所示，一种具有开关电感结构的BOOST变换器，直流输入电源V的正极与单向整流二极管D1的阳极、耦合电感器的绕组L1的同名端相连，单向整流二极管D1的阴极与单向整流二极管D2的阴极、耦合电感器的绕组L2的同名端相连，耦合电感器的绕组L1的另一端与单向整流二极管D2、单向整流二极管D3的阳极相连，耦合电感器的绕组L2的另一端与单向整流二极管D4的阳极、功率开关管S1的漏极、单向整流二极管D3的阴极相连，整流二极管D4的阴极与输出滤波电容C1的一端相连，输出滤波电容C1的另一端与输出滤波电容C2的一端相连，功率开关管S1的源极与功率开关管S2的漏极相连，功率开关管S2的源极与单向整流二极管D5的阴极、直流输入电源V的负极相连，二极管D5的阳极与输出滤波电容C2的另一端相连。

本实用新型的变换器有四种工作模式，分别如图2、3、4、5所示，详细描述如下。

如图2所示，功率开关管S1、功率开关管S2导通模式；在此模式下，单向整流二极管D1、单向整流二极管D3导通，单向整流二极管D2、单向整流二极管D4、单向整流二极管D5关断，输出滤波电容C1、输出滤波电容C2处于放电状态，为负载端供电。耦合电感器的电感绕组L1、电感绕组L2并联，处于充电状态，其上电流IL1、电流IL2上升。

如图3所示，功率开关管S1导通，功率开关管S2关断；在此模式下，单向整流二极管D1、单向整流二极管D3、单向整流二极管D5导通，单向整流二极管D2、单向整流二极管D4关断，输出滤波电容C1、输出滤波电容C2处于充电状态。耦合电感器的电感绕组L1、电感绕组L2并联，处于充电状态，其上电流IL1、电流IL2上升。

如图4所示，功率开关管S1关断，功率开关管S2导通；在此模式下，单向整流二极管D1、单向整流二极管D3、单向整流二极管D4导通，单向整流二极管D2、单向整流二极管D5关断，输出滤波电容C1、输出滤波电容C2处于充电状态。耦合电感器的电感绕组L1、电感绕组L2并联，处于充电状态，其上电流IL1、电流IL2上升。

如图5所示，功率开关管S1、功率开关管S2关断模式；在此模式下，单向整流二极管D1、单向整流二极管D3关断，单向整流二极管D2、单向整流二极管D4、单向整流二极管D5导通，输出滤波电容C1、输出滤波电容C2处于充电状态。耦合电感器的电感绕组L1、电感绕组L2串联，处于放电状态，其上电流IL1、电流IL2下降。

本实用新型的一种具有开关电感结构的新型BOOST变换器，在这四种能量传输模态下，完成能量的转换，实现变换器结构简单，体积小，电压增益高，电流纹波小，功率器件电压应力小，使用寿命长的特点。