一种双管串联的升压电路的制作方法

本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种双管串联的升压电路。

背景技术：

为了降低光伏发电系统成本，现在高电压系统的逆变器越来越普及，光伏mppt(maximumpowerpointtracking，最大功率点跟踪)寻优大都采用boost电路，市场上比较通用的功率开关管难以承受更高电压，所以现在很多厂家运用对称boost电路来实现mppt寻优功能。对称boost升压电路的拓扑如图1所示，由于功率开关管q1与功率开关管q2都不是理想器件，不能够实现同时开通和关断，所以会存在上下电容c1和电容c2电压不均的问题，需要通过控制功率开关管q1和功率开关管q2的时序来实现电容均压，控制复杂；由于母线输出和直流源dc之间存在功率开关管q1和功率开关管q2，导致输出电压对地之间存在严重的共模信号，和大地之间形成共模干扰；对称boost电路需要两个电感，增加了系统成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于通过一种双管串联的升压电路，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种双管串联的升压电路，该电路包括：直流电源dc、升压电感l1、电阻r1、电阻r2、功率开关管q1、功率开关管q2、输出母线滤波电容c1、功率二极管d1、功率二极管d2、稳压二极管d3以及瞬态抑制二极管(tvs)d4；其中，所述直流电源dc的正极连接升压电感l1的一端，直流电源dc的负极连接瞬态抑制二极管d4的正极、功率开关管q1的源极、电容c1的一端，升压电感l1的另一端与电阻r1的一端、功率二极管d1的正极、连接，瞬态抑制二极管d4的负极与电阻r2串联后与电阻r1的另一端、稳压二极管d3的负极、连接，稳压二极管d3的正极与功率开关管q1的漏极、的源极连接，电容c1的另一端与功率二极管d2的负极连接，功率二极管d2的正极与功率二极管d1的负极连接。

本发明提出的双管串联的升压电路中只需对功率开关管q1进行控制，功率开关管q2会随着功率开关管q1的动作而动作，因为没有中点，所以不存在传统的对称boost升压电路中上下电容电压不均的问题，控制简单；直流源dc和输出共负极，所以不存在共模干扰问题；只需要一个升压电感l1，且只需要一路驱动电路，降低了系统成本。

附图说明

图1为传统对称boost升压电路的拓扑结构示意图；

图2为本发明实施例提供的光伏发电系统结构示意图；

图3为本发明实施例提供的双管串联的升压电路结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图2所示，图2为本发明实施例提供的光伏发电系统结构示意图。本实施中光伏发电系统主要包括光伏组串、光伏逆变器、并网变压器等构成。光伏逆变器主要包括dc/dc和dc/ac两个部分。由于不同的光伏组件的个体差异或者光照差异，造成各个光伏组串的输出电压不一样，通过控制dc/dc，可以保证每路光伏组串都能够以最大功率输出，从而实现最大功率追踪的功能(mppt)，提高逆变器的发电效率，dc/dc侧对逆变器的性能有至关重要得作用。因为boost升压电路控制相对简单，且易于实现，大部分光伏逆变器的dc/dc电路都是采用boost升压电路，下文实施例提供的双管串联的升压电路均是在光伏发电系统中的典型应用。

如图3所示，图3为本发明实施例提供的双管串联的升压电路结构图。

本实施例中双管串联的升压电路具体包括：直流电源dc、升压电感l1、电阻r1、电阻r2、功率开关管q1、功率开关管q2、输出母线滤波电容c1、功率二极管d1、功率二极管d2、稳压二极管d3以及瞬态抑制二极管d4；其中，所述直流电源dc的正极连接升压电感l1的一端，直流电源dc的负极连接瞬态抑制二极管d4的正极、功率开关管q1的源极、电容c1的一端，升压电感l1的另一端与电阻r1的一端、功率二极管d1的正极、连接，瞬态抑制二极管d4的负极与电阻r2串联后与电阻r1的另一端、稳压二极管d3的负极、连接，稳压二极管d3的正极与功率开关管q1的漏极、的源极连接，电容c1的另一端与功率二极管d2的负极连接，功率二极管d2的正极与功率二极管d1的负极连接。

工作时，当数字信号处理器(dsp)给功率开关管q1的门极一个高电平信号时，功率开关管q1开始开通，随着功率开关管q1的逐渐导通，功率开关管q1漏极电位逐渐降低，钳位二极管d3承受反压，钳位二极管d3将功率开关管q2门极的电压钳位到钳位二极管d3的稳压值，功率开关管q2导通，此时升压电感l1储能。当dsp给功率开关管q1的门极一个低电平信号时，功率开关管q1开始关断，随着功率开关管q1的逐渐关断，功率开关管q1漏极电位逐渐升高，当升高到钳位二极管d4的击穿电压的时候，钳位二极管d3不再承受反压，功率开关管q2门极的电压下降，功率开关管q2关断，此时升压电感l1和直流源dc通过二极管d1和二极管d2向母线释放能量。综上可知，本发明：一、只需对功率开关管q1进行控制，功率开关管q2会随着功率开关管q1的动作而动作，因为没有中点，所以不存在传统的对称boost升压电路中上下电容电压不均的问题，控制简单；二、直流源dc和输出共负极，所以不存在共模干扰问题；三、与传统对称boost升压电路相比，只需要一个升压电感l1，且只需要一路驱动电路，大幅降低了系统成本。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种双管串联的升压电路，该电路包括：直流电源DC、升压电感L1、电阻R1、电阻R2、功率开关管Q1、功率开关管Q2、输出母线滤波电容C1、功率二极管D1、功率二极管D2、稳压二极管D3以及瞬态抑制二极管D4。本发明只需对功率开关管Q1进行控制，功率开关管Q2会随着功率开关管Q1的动作而动作，因为没有中点，所以不存在传统的对称BOOST升压电路中上下电容电压不均的问题，控制简单；直流源DC和输出共负极，所以不存在共模干扰问题；只需要一个升压电感L1，且只需要一路驱动电路，降低了系统成本。

技术研发人员：李爱刚;张林江;赵龙;曹炳
受保护的技术使用者：上能电气股份有限公司
技术研发日：2019.01.30
技术公布日：2019.04.16