本发明涉及开关电源，尤其涉及一种基于开关电容和耦合电感的高增益dc-dc变换器。
背景技术：
1、随着化石燃料的日益枯竭以及环保要求，可再生能源在全球发电系统中变得越来越重要，光伏等可再生绿色能源得到快速发展。由于光伏输出电压低，需要高增益的dc-dc变换器进行升压后再进行逆变并网。因此目前高增益dc-dc变换器对于光伏的发展尤为重要。
2、目前对于高增益dc-dc变换器的研究主要有传统耦合电感型、开关电容型以及复合变换器实现高升压比，利用耦合电感升压，耦合电感器的泄漏电感将导致高电压尖峰，虽然可以使用小电阻器或电阻器-电容器-二极管缓冲器来耗散这种泄漏能量并抑制电压尖峰，但这些简单的解决方案无法提高转换器的效率。采用有源箝位技术来回收泄漏能量可以实现有源开关的软开关。这种源箝位技直接增加了零件数量和控制的复杂性。开关电容具有升压比高、能量密度高等有点，但其升压比只能是整数，无法调节，且升压比与开关单元数量正相关，升压比高的同时系统会更加复杂。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种基于开关电容和耦合电感的高增益dc-dc变换器，用以解决现有高增益dc-dc变换器存在的效率低、结构复杂、无法调节升压比等问题。
2、本发明公开了一种基于开关电容和耦合电感的高增益dc-dc变换器，所述变换器包括二极管d1和d2、开关电容c1、耦合电感t1以及有源开关q1；其中，
3、耦合电感t1的原边绕组的同名端与副边绕组的异名端之间串联二极管d1，耦合电感t1的原边绕组的异名端与副边绕组的同名端之间串联开关电容c1；
4、耦合电感t1的副边绕组的异名端还经由二极管d2连接负载；
5、耦合电感t1的原边绕组的异名端还连接有源开关q1的漏极，有源开关q1的源极连接电源。
6、在上述方案的基础上，本发明还做出了如下改进：
7、进一步，耦合电感t1的原边绕组的同名端连接二极管d1的阳极，耦合电感t1的副边绕组的异名端连接二极管d1的阴极。
8、进一步，有源开关q1的源极连接电源vg的负极，电源vg的正极连接耦合电感t1的原边绕组的同名端。
9、进一步，耦合电感t1的副边绕组的异名端连接二极管d2的阳极；
10、二极管d2的阴极连接负载r的一端，负载r的另一端连接电源vg的负极。
11、进一步，负载r的两侧并联电容c0。
12、进一步，所述变换器包括两种工作模态：
13、工作模态1：
14、0-t1：驱动有源开关q1导通；此时，二极管d1导通，二极管d2关断，开关电容c1从电源vg和耦合电感t1接收能量，同时，来自电源vg的能量也被存储在耦合电感t1的励磁电感lm中；
15、工作模态2：
16、t1-t：驱动有源开关q1关断；此时，二极管d1关断，二极管d2导通，能量通过由电源vg、耦合电感t1的励磁电感lm、开关电容c1、耦合电感t1的副边绕组n2和二极管d2组成的串联路径释放，以对电容c0和负载r充电；
17、其中，t表示变换器的工作周期，t1表示有源开关q1的导通时间。
18、进一步，在工作模态1中，开关电容c1两端电压vc1＝(1+n)vg；
19、其中，n表示耦合电感t1中副边绕组和原边绕组的匝比。
20、进一步，有源开关q1的占空比d满足d＝t1/t。
21、进一步，所述变换器的升压比m＝(2+n-d)/(1-d)。
22、进一步，通过调节有源开关q1的占空比d调节变换器的升压比；
23、在确定变换器的工作周期t之后，根据预期的有源开关q1的占空比d，调节有源开关q1的导通时间t1。
24、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
25、本发明提供的基于开关电容和耦合电感的高增益dc-dc变换器，具备如下优势：
26、(1)当有源开关q1导通或关断时，耦合电感t1传输能量，这增加了耦合电感t1的使用。
27、(2)开关电容c1从电源vg和耦合电感t1的副边绕组n2获得能量；因此，可以有效地扩大电压转换比，提高了升压比。
28、(3)开关电容c1的充电电流受到耦合电感的泄漏电感的约束，可以有效地降低开关电容c1的浪涌电流。
29、(4)耦合电感的泄漏电感能量可以回收并直接输出到负载，这成功地提高了变换器的效率。
30、(5)变换器的结构简单，升压比可调。
31、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
1.一种基于开关电容和耦合电感的高增益dc-dc变换器，其特征在于，所述变换器包括二极管d1和d2、开关电容c1、耦合电感t1以及有源开关q1；其中，
2.根据权利要求1所述的基于开关电容和耦合电感的高增益dc-dc变换器，其特征在于，耦合电感t1的原边绕组的同名端连接二极管d1的阳极，耦合电感t1的副边绕组的异名端连接二极管d1的阴极。
3.根据权利要求2所述的基于开关电容和耦合电感的高增益dc-dc变换器，其特征在于，有源开关q1的源极连接电源vg的负极，电源vg的正极连接耦合电感t1的原边绕组的同名端。
4.根据权利要求3所述的基于开关电容和耦合电感的高增益dc-dc变换器，其特征在于，耦合电感t1的副边绕组的异名端连接二极管d2的阳极；
5.根据权利要求4所述的基于开关电容和耦合电感的高增益dc-dc变换器，其特征在于，负载r的两侧并联电容c0。
6.根据权利要求5所述的基于开关电容和耦合电感的高增益dc-dc变换器，其特征在于，所述变换器包括两种工作模态：
7.根据权利要求6所述的基于开关电容和耦合电感的高增益dc-dc变换器，其特征在于，在工作模态1中，开关电容c1两端电压vc1＝(1+n)vg；
8.根据权利要求6或7所述的基于开关电容和耦合电感的高增益dc-dc变换器，其特征在于，有源开关q1的占空比d满足d＝t1/t。
9.根据权利要求8所述的基于开关电容和耦合电感的高增益dc-dc变换器，其特征在于，所述变换器的升压比m＝(2+n-d)/(1-d)。
10.根据权利要求9所述的基于开关电容和耦合电感的高增益dc-dc变换器，其特征在于，
