一種交錯并聯(lián)boost軟開關(guān)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及Boost電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種交錯并聯(lián)boost軟開關(guān)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能、太陽能等新能源均需要經(jīng)過電力電子變換裝置將直流電轉(zhuǎn)換成交流電后才能接入電網(wǎng)，隨著新能源發(fā)電量的逐年攀升，市場對電力電子變換器的要求朝向大功率、高頻率、低損耗的方向快步前進(jìn)。作為傳統(tǒng)電力電子變換的開關(guān)已難以滿足需求，而新型半導(dǎo)體sic器件具有超快的開關(guān)速度、超低的開關(guān)損耗以及更好的性能，被普遍認(rèn)為是新一代的功率器件。而Boost電路作為一種最基本的DC/DC拓?fù)涠鴱V泛應(yīng)用于各種電源產(chǎn)品中，而在光伏發(fā)電系統(tǒng)中采用兩級系統(tǒng)，前級的Boost升壓電路既可以提高并穩(wěn)定太陽能光伏電池的輸出電壓，又可以最大功率跟蹤控制放到前級升壓側(cè)，簡單方便。而兩級系統(tǒng)在提高效率方面，前級boost電路開關(guān)頻率都在1KHz以上，這時其開關(guān)損耗以及電磁干擾問題對整機(jī)的影響已不可忽視，因此受限于傳統(tǒng)的開關(guān)器件會帶來boost電路效率低下、開關(guān)損耗大、散熱器體積大以及開關(guān)管電壓電流應(yīng)力等問題，而使用新型半導(dǎo)體sic器件提高系統(tǒng)的效率與性能。然后再配合軟開關(guān)電路后，可近一步提高boost電路的效率。而在傳統(tǒng)的軟開關(guān)+boost電路中，由于boost電路使用sic二極管，會使得電流大部分從軟開關(guān)電路流過，使得軟開關(guān)電路的損耗比較大，而且諧振電感流過的有效值增大，溫升很高。若軟開關(guān)電路也采用sic 二極管，會降低諧振電感溫度，但這樣成本會增加很多。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題分析:
[0004]圖1為現(xiàn)有boost軟開關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，boost電路由一個PV輸入直流源Uin正極端串聯(lián)一主電感L，主開關(guān)管SI和S2并聯(lián)連接在電感L和直流電源Uin負(fù)極端，電感的輸出端串聯(lián)一二極管D，二極管D的陽極與電感L的輸出端相連接，二極管D的陰極與后級電路相連接，輸出電容Cl的正極與二極管D的陰極相連接，輸出電容Cl的負(fù)極與直流電源Uin負(fù)極端相連接，負(fù)載電阻R與輸出電容并聯(lián)連接。軟開關(guān)電路由一個諧振電感Lr與一開關(guān)管Sa的漏極相連接，諧振電感Lr的另一端與boost電路中的電感L的輸出端相連接，開關(guān)管Sa的源極與直流電源Uin負(fù)極端相連接，二極管Dl的陰極與D2的陽極先串聯(lián)，然后二極管Dl的陽極與諧振電感Lr與開關(guān)管Sa串聯(lián)連接點相連接，二極管D2的陰極與boost電路中的二極管D的陰極相連接，諧振電容Cr的一端與boost電路中的二極管D的陽極相連接，另一端與二極管Dl和D2的串聯(lián)連接點相連接。
[0005]電路工作時，boost電路中的兩個主開關(guān)管S1、S2交錯導(dǎo)通，軟開關(guān)電路中的軟開關(guān)Sa的工作頻率是其boost電路中主開關(guān)管S1、S2頻率的兩倍。由于軟開關(guān)電路中開關(guān)管Sa是在boost電路中的主開關(guān)管SI和S2開通前先開通，且Sa管的導(dǎo)通時間比boost電路中主管SI和S2的導(dǎo)通時間短，所以在boost電路中主開關(guān)管SI和S2開通時流過諧振電感Lr的電流有效值非常小，而主開關(guān)管SI和S2關(guān)斷后，諧振電容Cr很快的將能量釋放到母線電容Cl之后，主二極管D導(dǎo)通，而此時在D與Lr、Dl、D2組成的并聯(lián)電路中，由于D管采用sic二極管，相同電流流過時，其自身的壓降比普通的二極管產(chǎn)生的壓降較高，電流大時壓降會更高，這樣使得負(fù)載電流大部分從諧振電路中的Lr、Dl、D2組成的支路中流過，這樣整個周期內(nèi)流過諧振電感Lr的電流有效值非常大，從而導(dǎo)致諧振電感的溫度較高，為了減小諧振電感Lr的發(fā)熱，則需要將諧振電感設(shè)計得更大或?qū)χC振電感采取風(fēng)冷等措施，這樣使得系統(tǒng)更復(fù)雜，成本更高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種交錯并聯(lián)boost軟開關(guān)電路，可減小軟開關(guān)電路流過的電流，進(jìn)而可以解決在傳統(tǒng)的軟開關(guān)+boost電路中使用s i c 二極管所帶來的軟開關(guān)電路損耗較大以及諧振電感過熱的問題。
[0007]為達(dá)到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0008]—種交錯并聯(lián)boost軟開關(guān)電路，包括boost電路以及與boost電路連接的軟開關(guān)電路，所述軟開關(guān)電路由一個諧振電感Lr與一開關(guān)管Sa的漏極相連接，第一二極管Dl的陰極與第二二極管D2的陽極先串聯(lián)，然后第一二極管Dl的陽極與諧振電感Lr與開關(guān)管Sa串聯(lián)連接點相連接，第二二極管D2的陰極與boost電路中的主二極管D的陰極相連接，諧振電容Cr的一端與boost電路中的主二極管D的陽極相連接，另一端與第一二極管Dl和第二二極管D2的串聯(lián)連接點相連接;所述軟開關(guān)電路中由諧振電感Lr、第一二極管Dl和第二二極管D2組成的諧振電路支路中多串聯(lián)了一個第三二極管D3，增大該支路的壓降，使得在相同電流情況下，諧振電路支路中的壓降比與之并聯(lián)連接的主二級管D支路的壓降大，這樣電流才會主要從boost電路中的主二極管D的支路流過，而流經(jīng)諧振電路支路的電流相對減小。
[0009]所述第三二極管D3串接在第二二極管D2之后，即第三二極管D3的陽極與第二二極管D2的陰極相連接，第三二極管D3的陰極與boost電路中的二極管D的陰極相連接。
[0010]所述第三二極管D3串接在諧振電感Lr的一端或另一端。
[0011]所述第三二極管D3串接在第一二極管Dl的一端或另一端。
[0012]和現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型具備如下優(yōu)點:
[0013]本實用新型在原有軟開關(guān)+boost電路中增加一個普通二極管，可減小軟開關(guān)電路流過的電流，進(jìn)而可以解決在傳統(tǒng)的軟開關(guān)+boost電路中使用sic 二極管所帶來的軟開關(guān)電路損耗較大以及諧振電感過熱的問題。
【附圖說明】
[0014]圖1為現(xiàn)有boost軟開關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0015]圖2為本實用新型交錯并聯(lián)boost軟開關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0016]圖3為本發(fā)明新型交錯并聯(lián)boost軟開關(guān)電路第二種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0017]圖4為本發(fā)明新型交錯并聯(lián)boost軟開關(guān)電路第三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0018]圖5為本發(fā)明新型交錯并聯(lián)boost軟開關(guān)電路第四種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0019]圖6為本發(fā)明新型交錯并聯(lián)boost軟開關(guān)電路第五種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021 ] 本實用新型一種交錯并聯(lián)boost軟開關(guān)電路，包括boost電路以及與boost電路連接的軟開關(guān)電路，所述軟開關(guān)電路由一個諧振電感Lr與一開關(guān)管Sa的漏極相連接，第一二極管Dl的陰極與第二二極管D2的陽極先串聯(lián)，然后第一二極管Dl的陽極與諧振電感Lr與開關(guān)管Sa串聯(lián)連接點相連接，第二二極管D2的陰極與boost電路中的主二極管D的陰極相連接，諧振電容Cr的一端與boost電路中的主二極管D的陽極相連接，另一端與第一二極管Dl和第二二極管D2的串聯(lián)連接點相連接;所述軟開關(guān)電路中由諧振電感Lr、第一二極管Dl和第二二極管D2組成的諧振電路支路中多串聯(lián)了一個第三二極管D3，增大該支路的壓降，使得在相同電流情況下，諧振電路支路中的壓降比與之并聯(lián)連接的主二級管D支路的壓降大，這樣電流才會主要從boost電路中的主二極管D的支路流過，而流經(jīng)諧振電路支路的電流相對減小。
[0022]如圖2所示，所述第三二極管D3串接在第二二極管D2之后，即第三二極管D3的陽極與第二二極管D2的陰極相連接，第三二極管D3的陰極與boost電路中的主二極管D的陰極相連接。其它的電路連接與現(xiàn)有技術(shù)的電路相同。
[0023]電路工作時，普通二極管開啟管壓降大約0.7V，sic二極管開啟管壓降大約IV，在同等電流及溫度下管壓降大約是普通二極管的1.4倍左右，并且二極管會隨著電流增大其管壓降會增大，所以為保證在滿載工作時軟開關(guān)二極管仍舊能可靠的截止，需要串聯(lián)三個軟開關(guān)二極管以保證其總壓降大于主二極管D在滿載工作時的壓降，這樣就能保證軟開關(guān)二極管在主二極管D導(dǎo)通時基本沒有電流流過，這樣就可以降低軟開關(guān)二極管的溫升，又降低了流經(jīng)諧振電感Lr的電流有效值，大幅度降低了諧振電感Lr的溫升，解決了軟開關(guān)電路使用普通二極管時諧振電感溫度過高的問題。當(dāng)然為了解決該問題，軟開關(guān)電路也可串聯(lián)更多的二極管，但這樣會增加整個電路中開關(guān)管的損耗及增加電路成本。
[0024]軟開關(guān)電路中由諧振電感Lr、第一二極管Dl和第二二極管D2組成的諧振電路支路中串聯(lián)二極管主要是為了增大該支路的壓降，使得在相同電流情況下，諧振電路中支路的壓降比與之并聯(lián)連接的主二級管D支路的壓降大，這樣電流才會主要從boost電路中的主二極管D的支路流過，而流經(jīng)諧振電路支路的電流相對減小，所以該諧振電流中任何地方串聯(lián)一二極管D3均可達(dá)到該目的。
[0025]如圖3和圖4所示，所述第三二極管D3串接在諧振電感Lr的一端或另一端。
[0026]如圖5和圖6所示，所述第三二極管D3串接在第一二極管Dl的一端或另一端。
【主權(quán)項】
1.一種交錯并聯(lián)boost軟開關(guān)電路，包括boost電路以及與boost電路連接的軟開關(guān)電路，所述軟開關(guān)電路由一個諧振電感(Lr)與一開關(guān)管(Sa)的漏極相連接，第一二極管(Dl)的陰極與第二二極管(D2)的陽極先串聯(lián)，然后第一二極管(Dl)的陽極與諧振電感(Lr)與開關(guān)管(Sa)串聯(lián)連接點相連接，第二二極管(D2)的陰極與boost電路中的主二極管(D)的陰極相連接，諧振電容(Cr)的一端與boost電路中的主二極管(D)的陽極相連接，另一端與第一二極管(Dl)和第二二極管(D2)的串聯(lián)連接點相連接;其特征在于:所述軟開關(guān)電路中由諧振電感(Lr)、第一二極管(Dl)和第二二極管(D2)組成的諧振電路支路中多串聯(lián)了一個第三二極管(D3)，增大該支路的壓降，使得在相同電流情況下，諧振電路支路中的壓降比與之并聯(lián)連接的主二級管(D)支路的壓降大，這樣電流才會主要從boost電路中的主二極管(D)的支路流過，而流經(jīng)諧振電路支路的電流相對減小。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交錯并聯(lián)boost軟開關(guān)電路，其特征在于:所述第三二極管(D3)串接在第二二極管(D2)之后，即第三二極管(D3)的陽極與第二二極管(D2)的陰極相連接，第三二極管(D3)的陰極與boos t電路中的二極管(D)的陰極相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交錯并聯(lián)boost軟開關(guān)電路，其特征在于:所述第三二極管(D3)串接在諧振電感(Lr)的一端或另一端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交錯并聯(lián)boost軟開關(guān)電路，其特征在于:所述第三二極管(D3)串接在第一二極管(Dl)的一端或另一端。
【專利摘要】一種交錯并聯(lián)boost軟開關(guān)電路，包括boost電路以及與boost電路連接的軟開關(guān)電路，所述軟開關(guān)電路中由諧振電感、第一二極管和第二二極管組成的諧振電路支路中多串聯(lián)了一個第三二極管，增大該支路的壓降，使得在相同電流情況下，諧振電路支路中的壓降比與之并聯(lián)連接的主二級管支路的壓降大，這樣電流才會主要從boost電路中的主二極管的支路流過，而流經(jīng)諧振電路支路的電流相對減??；進(jìn)而可以解決在傳統(tǒng)的軟開關(guān)+boost電路中使用sic二極管所帶來的軟開關(guān)電路損耗較大以及諧振電感過熱的問題。
【IPC分類】H02M3/155
【公開號】CN205336107
【申請?zhí)枴緾N201521097940
【發(fā)明人】曹彥哲, 張雷, 王昊
【申請人】特變電工西安電氣科技有限公司, 特變電工新疆新能源股份有限公司, 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲示范電站有限公司
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2015年12月24日