一種偽連續工作的高增益升壓型DC-DC變換器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種偽連續工作的高增益升壓型DC-DC變換器，包括第一開關管、第二開關管、第三開關管、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第一電感、第二電感、第一電容、第二電容和負載；所述第一開關管，第三開關管，第一二極管，第二二極管，第一電感，第一電容構成第一級Boost電路；所述第一開關管，第二開關管，第三二極管，第二電感，第一電容，第二電容構成第二級Boost電路。本實用新型專利技術動態響應速度快，電流紋波小，適合在大功率場合應用。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
—種偽連續工作的高增益升壓型DC-DC變換器
本技術涉及電力電子變換器
，具體涉及一種偽連續工作的高增益升壓型DC-DC變換器。
技術介紹
隨著生活和技術的發展，對電力電子變換器的要求也日益苛刻。傳統的單相單級Boost變換器已經無法滿足很多工業以及電子產業的需要，更高增益、更大功率、動態響應速度更快的升壓電路得到越來越多的關注。傳統的方法是通過多個Boost環節級聯、多個Boost環節交錯并聯的技術提高變換器的增益，通過使變換器工作于DCM模式提高變換器動態響應速度，通過使變換器工作與電感電流連續模式提高功率。這些方法成本較高，電路復雜,且在快速動態響應與大功率兩者之間必須舍其一。
技術實現思路
本技術的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種偽連續工作的高增益升壓型DC-DC變換器。本技術適用于需要用到高增益、快速動態響應電力電子變換器的場合。本技術采用如下技術方案:一種偽連續工作的高增益升壓型DC-DC變換器，包括第一開關管S1、第二開關管S2、第三開關管S3、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第一電感L1、第二電感L2、第一電容Cl、第二電容C2和負載R ；所述第一電感LI的一端分別與輸入電源的正極、第三開關管S3的源極連接，所述第一電感LI的另一端分別與第一二極管Dl的陽極、第二二極管D2的陽極、第三開關管S3的漏極連接；所述第一二極管Dl的陰極分別與第二電感L2的一端、第一電容Cl的一端、第二開關管S2的源極連接；所述第二二極管D2的陰極分別與第二電感L2的另一端、第三二極管D3的陽極、第一開關管SI的漏極、第二開關管S2的漏極連接；所述第三二極管D3的陰極分別與第二電容C2的一端、負載R的一端連接；所述第一電容Cl的另一端分別與輸入電源的負極、第一開關管SI的源極、第二電容C2的另一端、負載R的另一端連接。所述第一開關管S1、第三開關管S3、第一二極管D1、第二二極管D2、第一電感LI及第一電容Cl構成第一級Boost電路；所述第一開關管S1、第二開關管S2、第三二極管D3、第二電感L2、第一電容Cl及第二電容C2構成第二級Boost電路。當流過第二電感L2的電流下降到參考電流時，同時開通第二二極管S2和第三開關管S3，使第二電感L2和第一電感工作于自然續流模式直到第一開關管SI開通。本技術的有益效果:本技術是一種具有更高增益、更快動態響應速度且適用于大功率場合升壓變換器，解決了傳統方法成本較高，電路復雜，且在快速動態響應與大功率兩者之間必須舍其一的問題。【附圖說明】圖1是本技術的電路結構圖；圖2 (a)-2 (c)是本技術在一個開關周期內的工作過程圖，其中圖2 (a)是第一開關管SI閉合、第二開關管S2斷開時變換器的工作狀態；圖2 (b)是第一開關管SI斷開、第二開關管S2斷開時變換器的工作狀態；圖2 (c)是第一開關管SI斷開、第二開關管S2閉合時變換器的工作狀態，圖中實線電路表示變換器中有電流流過的部分，虛線表示變換器中沒有電流流過的部分；圖3是本技術在一個開關周期內的波形圖，其中Vesl、VGs2,Vgs3分別代表第一開關管S1、第二開關管S2、第三開關管S3的脈沖驅動信號，iu (實線表示)、込(虛線表示)代表電感中流過的電流，VL1, Vl2分別表示第一電感LI和第二電感L2兩端電壓。【具體實施方式】下面結合實施例及附圖，對本技術作進一步地詳細說明，但本技術的實施方式不限于此。實施例如圖1所示，一種偽連續工作的高增益升壓型DC-DC變換器，包括第一開關管S1、第二開關管S2、第三開關管S3、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第一電感L1、第二電感L2、第一電容Cl、第二電容C2和負載R ；所述第一電感LI的一端分別與輸入電源的正極、第三開關管S3的源極連接，所述第一電感LI的另一端分別與第一二極管Dl的陽極、第二二極管D2的陽極、第三開關管S3的漏極連接；所述第一二極管Dl的陰極分別與第二電感L2的一端、第一電容Cl的一端、第二開關管S2的源極連接；所述第二二極管D2的陰極分別與第二電感L2的另一端、第三二極管D3的陽極、第一開關管SI的漏極、第二開關管S2的漏極連接；所述第三二極管D3的陰極分別與第二電容C2的一端、負載R的一端連接；所述第一電容Cl的另一端分別與輸入電源的負極、第一開關管SI的源極、第二電容C2的另一端、負載R的另一端連接。所述第一開關管SI，第三開關管S3，第一二極管Dl，第二二極管D2，第一電感LI，第一電容Cl構成第一級Boost電路；所述第一開關管SI，第二開關管S2，第三二極管D3，第二電感L2，第一電容Cl，第二電容C2構成第二級Boost電路。當流過第二電感L2的電流下降到參考電流時，同時開通第二二極管S2和第三開關管S3，使第二電感L2和第一電感工作于自然續流模式直到第一開關管SI開通。變換器在一個開關周期里面第二電感L2和第一電感LI均工作于電感電流偽連續工作模式，不僅減小電流紋波而且提高了電路增益，同時電路的動態響應速度明顯提高。本技術一種偽連續工作的高增益升壓型DC-DC變換器在一個開關周期內的工作過程如下:工作狀態1:如圖2 Ca)所示，第一開關管SI導通，第二開關管S2和第三開關管S3同時斷開。此時第二二極管D2導通，第一二極管Dl和第三二極管D3由于分別承受第一電容Cl和第二電容C2兩端電壓的反向偏壓而處于關斷狀態。輸入電源電壓給第一電感LI充電，流過第一電感LI的電流開始增加,第一電感LI儲能；同時第一電容Cl給第二電感L2充電，流過第二電感L2的電流開始增加，第二電感L2儲能，第二電容C2給負載供電并維持輸出電壓穩定。工作狀態2:如圖2 (b)所示，第一開關管SI斷開，第二開關管S2和第三開關管S3斷開，此時第一二極管Dl和第三二極管D3導通，第二二極管D2承受反向偏壓而處于關斷狀態。輸入電源和第一電感LI同時給第一電容Cl充電，并和第二電感L2 —起給第二電容C2充電，向負載供電。流過第一電感LI的電流開始下降，流過第二電感L2的電流也開始下降。工作狀態3:如圖2 (c)所示:第一開關管SI關斷，第二開關管S2和第三開關管S3同時導通，此時第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3均處于關斷狀態。第一電感LI和第二電感L2均工作在慣性狀態，它們兩端電壓均為零，流過它們的電流均不變。設輸入電壓為Vd，輸出電壓即第二電容C2兩端電壓為V。,第一電容Cl兩端電壓為Vel，一個開關周期為Ts，其中工作狀態I持續時間為dlTs (dl為工作狀態I持續時間占整個開關周期的占空比)，工作狀態2持續時間為d2Ts (d2為工作狀態2持續時間占整個開關周期的占空比)，工作狀態3持續時間為d3Ts (d3為工作狀態3持續時間占整個開關周期的占空比)，dl、d2、d3滿足如下關系:dl+d2+d3=l。如圖3，在工 作狀態I，第一電感LI兩端電壓為Vd，第二電感L2兩端電壓為Vcl ;在工作狀態2，第一電感LI兩端電壓為Vd-Vca，第二電感L2兩端電壓為U。;在工作狀態3，第一電感LI兩端電壓為O，第二電感L2兩端電壓為O。根據一個本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種偽連續工作的高增益升壓型DC?DC變換器，其特征在于，包括第一開關管（S1）、第二開關管（S2）、第三開關管（S3）、第一二極管（D1）、第二二極管（D2）、第三二極管（D3）、第一電感（L1）、第二電感（L2）、第一電容（C1）、第二電容（C2）和負載（R）；所述第一電感（L1）的一端分別與輸入電源的正極、第三開關管（S3）的源極連接，所述第一電感(L1)的另一端分別與第一二極管（D1）的陽極、第二二極管（D2）的陽極、第三開關管（S3）的漏極連接；所述第一二極管（D1）的陰極分別與第二電感（L2）的一端、第一電容（C1）的一端、第二開關管（S2）的源極連接；所述第二二極管（D2）的陰極分別與第二電感（L2）的另一端、第三二極管（D3）的陽極、第一開關管（S1）的漏極、第二開關管（S2）的漏極連接；所述第三二極管（D3）的陰極分別與第二電容（C2）的一端、負載（R）的一端連接；所述第一電容（C1）的另一端分別與輸入電源的負極、第一開關管（S1）的源極、第二電容（C2）的另一端、負載（R）的另一端連接。

【技術特征摘要】
1.一種偽連續工作的高增益升壓型DC-DC變換器，其特征在于，包括第一開關管(SI )、第二開關管(S2)、第三開關管(S3)、第一二極管(D1)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第一電感(LI)、第二電感(L2)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)和負載(R)； 所述第一電感(LI)的一端分別與輸入電源的正極、第三開關管(S3)的源極連接，所述第一電感(LI)的另一端分別與第一二極管(Dl)的陽極、第二二極管(D2)的陽極、第三開關管(S3)的漏極連接； 所述第一二極管(Dl)的陰極分別與第二電感(L2)的一端、第一電容(Cl)的一端、第二開關管(S2)的源極連接； 所述第二二極管(D2)的陰極分別與第二電感(L2)的另一端、第三...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張波，張能，黃子田，丘東元，肖文勛，
申請(專利權)人：華南理工大學，東莞市石龍富華電子有限公司，
類型：實用新型
國別省市：