[一]技术领域本发明涉及电力电子变换基础电路,特别是电力电子教科书上升压直流斩波调压电路。
[二]
背景技术:
世界电力力子枝术教科书上直流斩波调压电路主要有六个电路,它们都是外国人命名,或外国发明人姓氏命名的,美国加州理工学院slobodancuk提出的对buck/boost改进的单管不隔离直流升降斩波调压电路,在输入输出段均有电感,可以显著减小输入和输出电流的脉动,就命名为cuk电路,入编在世界教科书buckboost电路之后,显示美国加州理工学院和美国人对世界电力电子科学的贡献.教科书上六个中最重要最基础电路是buck降压电路和boost升降电路,它们都仅有1个,而次要的升降电路有4个,同一发明人2018年发明了在高升压比时,比boost电路效率更高的第2个升压直流斩波调压电路(专利号:zl201822279392.6),2019年发明了没有续流二极管的斩波降压电路(专利中请号201910787641.9),为教科书增添第二个降压斩波电路——gong′s降压电路,中国人在直流斩波升压和降压电路各占有重要一席,也是对世界电力电子科学做出了贡献。教科书上六个直流斩波调压电路和近期发明的gong′s降压电路和gong′s升压电路,它们的输入输出公共端都是输入电源的负端,是否存在有输入输出公共端是输入电源正端的电路?升降电路有正极性输出也有反极性输出电路,降压和升压斩波电路是否也反极性电路?为完善和补充教科书上直流斩波电路,这两个问题值得去研究的,也是基础电路研究重要研究的一个方向。
[三]
技术实现要素:
本发明的第一个目的是发明第一个输入输出公共端是输入电源正端的直流升压斩波调压电路,开创首个输入输出公共端在输入电源正端的直流斩波电路。第二个目的是发明一个比教科书上boost升压直流电路效率更高的升压电路,开创直流升压电路首个反极性输出电路。教科书上六个电路前部都用英文,因此,本发明的电路就命名为gong′s升压反极性直流斩波调压电路,简称gong′s反极性升压电路。显示中国人21世纪对世界电力电子科学的又一贡献。
为实现上逑二个目的,本发明的gong′s反极性升压直流斩波调压电路,它由直流电源e、负载rl、电容c、二极管d、电感l、直流开关管v及其控制电路组成,有2个直流输入端与直流电源e连接,2个直流输出端与负载rl连接,其特征在于:第一直流输入端(1)与电源e负端、电感l一端、电容c一端连接,第一直流输出端(3)与负载rl一端、二极管d阳极、电容c另一端连接,第二直输入端(2)与电源正端、第二直输出端、负载rl另一端连、开关管v正端连接,开关管v负端(4)与电感l另一端、二极管d阴极端连接。
[四]附图说明附图1是电力电子教科书上boost升压直流斩波调压电路。附图2是同一发明人发明的第2个升压直流斩波电路。附图3是本发明的gong′s反极性升压直流斩波调压电路。其中:e直流电源,rl是负载,l是电感,c是电容,d是二极管,v是三极管.
[五]具体实施方式附图1所示的是电力电子教科书上boost升压直流斩调压电路,它的缺陷是开关v通期间不向负载rl传送能量,因而负载rl谐波大。
附图2是在附图1的输出端添加1个与电感l1有耦合的电感l2,使开关v在导通和关断时间内都向负载rl传送能量,克服了boost电路的缺陷,在高升压比时的效率高比附图1高,谐波比附图1低,成为第2个升压直流斩波调压电路——gong′s升压电路。
附图3是本发明的gong′s反极性升压直流斩波调压电路,对比附图1中boost升压直流斩波调压电路可知:它们所用的元器件相同,但输入输出的共公共点不相同,输出极性相反,boost电路输入输出公共点是输入电源负端,而本发明的gong′s电路输入输出公共点是输入电源正端。输出极性相反,成为升压电路的笫三个电路——gong′s反极性升压电路。
gong′s反极性电路工作原理如下;1)在直流开关管v通期间,e→v→l→e回路有电流,l充电储能。2)在直流开关管v断期间,l→c-d→l回路有电流,电感l上的储能向电容c充电储能。同时l→e→rl→l回路有电流,电源e和电感两端电压相加向输出负载rl供电,同时向电容c充电储能。3)在直流开关管v再通期间,c→e→rl→c回路有电流,电源e和电容c上电压相加向输出负载rl联合供电。
由此可见,本发明的gong′s反极性升压电路,输出两端的能量由两部分组成,其中;由电感l、电容c、二极管d、开关v变换电路提供升压部分的能量,另一部分由输入电源e直接提供提,成为第3个升压电路——gong′s反极性升压电路。
由上可知本发明开创了在直流斩波电路中第一个输入输出公共端在输入电源正端的直流斩波电路,开创升压直流斩波电路笫一个极性输出电路。
gong′s电路在开关断期间有一部分输出能量由电源e直接提供,因此,它的效率比buckboost电路高。在光伏、风电等新能源变换技术中有广泛使用前景,本发明的gong′s反板性升压电路有望入编电力电子直流升压斩波电路教科书,记载中国人在电力电子教科书直流斩波电路中又占有重要的一个电路。
电力电子技术教科书上有6个直流斩波调压电路输出输入公共端都是输入电源负端,而本发明输入输出公公端是电源正端。4个升降电路有2个是反极性输出,可供不同应用场合选用,本发明在升压电路中增添1个反极性输出电路就多一种选择。因此中国人发明的gong′s降压电路将增添在buck降压电路之后,中国人发明的gong′s升压电路和gong′s反极性升压电路,将添加在升压电路内,这标志着中国人对世界电力电子科学的发展做出的贡献,也是中国电力电子科学正在崛起的一个标志。
1.gong′s反极性升压直流斩波调压电路,它由直流电源e、负载rl、电容c、二极管d、电感l、直流开关管v及其控制电路组成,有2个直流输入端与直流电源e连接,2个直流输出端与负载r连接,其特征在于:第一直流输入端(1)与电源e负端、电感l一端、电容c一端连接,第一直流输出端(3)与负载rl一端、二极管d阳极、电容c另一端连接,第二直输入端(2)与电源正端、第二直输出端、负载rl另一端连、开关管v正端连接,开关管v负端(4)与电感l另一端、二极管d阴极端连接。
2.依据权利要求1所述的gong′s反极性升压直流斩波调压电路,其特征在于:输入电源的正端(2)是输入输出的公共端。
技术总结