一种伪连续工作的高增益升压型DC-DC变换器制造技术

技术编号:9684238 阅读:114 留言:0更新日期:2014-02-15 14:05
本实用新型专利技术公开了一种伪连续工作的高增益升压型DC-DC变换器,包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容和负载;所述第一开关管,第三开关管,第一二极管,第二二极管,第一电感,第一电容构成第一级Boost电路;所述第一开关管,第二开关管,第三二极管,第二电感,第一电容,第二电容构成第二级Boost电路。本实用新型专利技术动态响应速度快,电流纹波小,适合在大功率场合应用。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
—种伪连续工作的高增益升压型DC-DC变换器
本技术涉及电力电子变换器
,具体涉及一种伪连续工作的高增益升压型DC-DC变换器。
技术介绍
随着生活和技术的发展,对电力电子变换器的要求也日益苛刻。传统的单相单级Boost变换器已经无法满足很多工业以及电子产业的需要,更高增益、更大功率、动态响应速度更快的升压电路得到越来越多的关注。传统的方法是通过多个Boost环节级联、多个Boost环节交错并联的技术提高变换器的增益,通过使变换器工作于DCM模式提高变换器动态响应速度,通过使变换器工作与电感电流连续模式提高功率。这些方法成本较高,电路复杂,且在快速动态响应与大功率两者之间必须舍其一。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种伪连续工作的高增益升压型DC-DC变换器。本技术适用于需要用到高增益、快速动态响应电力电子变换器的场合。本技术采用如下技术方案:一种伪连续工作的高增益升压型DC-DC变换器,包括第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一电感L1、第二电感L2、第一电容Cl、第二电容C2和负载R ;所述第一电感LI的一端分别与输入电源的正极、第三开关管S3的源极连接,所述第一电感LI的另一端分别与第一二极管Dl的阳极、第二二极管D2的阳极、第三开关管S3的漏极连接;所述第一二极管Dl的阴极分别与第二电感L2的一端、第一电容Cl的一端、第二开关管S2的源极连接;所述第二二极管D2的阴极分别与第二电感L2的另一端、第三二极管D3的阳极、第一开关管SI的漏极、第二开关管S2的漏极连接;所述第三二极管D3的阴极分别与第二电容C2的一端、负载R的一端连接;所述第一电容Cl的另一端分别与输入电源的负极、第一开关管SI的源极、第二电容C2的另一端、负载R的另一端连接。所述第一开关管S1、第三开关管S3、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电感LI及第一电容Cl构成第一级Boost电路;所述第一开关管S1、第二开关管S2、第三二极管D3、第二电感L2、第一电容Cl及第二电容C2构成第二级Boost电路。当流过第二电感L2的电流下降到参考电流时,同时开通第二二极管S2和第三开关管S3,使第二电感L2和第一电感工作于自然续流模式直到第一开关管SI开通。本技术的有益效果:本技术是一种具有更高增益、更快动态响应速度且适用于大功率场合升压变换器,解决了传统方法成本较高,电路复杂,且在快速动态响应与大功率两者之间必须舍其一的问题。【附图说明】图1是本技术的电路结构图;图2 (a)-2 (c)是本技术在一个开关周期内的工作过程图,其中图2 (a)是第一开关管SI闭合、第二开关管S2断开时变换器的工作状态;图2 (b)是第一开关管SI断开、第二开关管S2断开时变换器的工作状态;图2 (c)是第一开关管SI断开、第二开关管S2闭合时变换器的工作状态,图中实线电路表示变换器中有电流流过的部分,虚线表示变换器中没有电流流过的部分;图3是本技术在一个开关周期内的波形图,其中Vesl、VGs2,Vgs3分别代表第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3的脉冲驱动信号,iu (实线表示)、込(虚线表示)代表电感中流过的电流,VL1, Vl2分别表示第一电感LI和第二电感L2两端电压。【具体实施方式】下面结合实施例及附图,对本技术作进一步地详细说明,但本技术的实施方式不限于此。实施例如图1所示,一种伪连续工作的高增益升压型DC-DC变换器,包括第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一电感L1、第二电感L2、第一电容Cl、第二电容C2和负载R ;所述第一电感LI的一端分别与输入电源的正极、第三开关管S3的源极连接,所述第一电感LI的另一端分别与第一二极管Dl的阳极、第二二极管D2的阳极、第三开关管S3的漏极连接;所述第一二极管Dl的阴极分别与第二电感L2的一端、第一电容Cl的一端、第二开关管S2的源极连接;所述第二二极管D2的阴极分别与第二电感L2的另一端、第三二极管D3的阳极、第一开关管SI的漏极、第二开关管S2的漏极连接;所述第三二极管D3的阴极分别与第二电容C2的一端、负载R的一端连接;所述第一电容Cl的另一端分别与输入电源的负极、第一开关管SI的源极、第二电容C2的另一端、负载R的另一端连接。所述第一开关管SI,第三开关管S3,第一二极管Dl,第二二极管D2,第一电感LI,第一电容Cl构成第一级Boost电路;所述第一开关管SI,第二开关管S2,第三二极管D3,第二电感L2,第一电容Cl,第二电容C2构成第二级Boost电路。当流过第二电感L2的电流下降到参考电流时,同时开通第二二极管S2和第三开关管S3,使第二电感L2和第一电感工作于自然续流模式直到第一开关管SI开通。变换器在一个开关周期里面第二电感L2和第一电感LI均工作于电感电流伪连续工作模式,不仅减小电流纹波而且提高了电路增益,同时电路的动态响应速度明显提高。本技术一种伪连续工作的高增益升压型DC-DC变换器在一个开关周期内的工作过程如下:工作状态1:如图2 Ca)所示,第一开关管SI导通,第二开关管S2和第三开关管S3同时断开。此时第二二极管D2导通,第一二极管Dl和第三二极管D3由于分别承受第一电容Cl和第二电容C2两端电压的反向偏压而处于关断状态。输入电源电压给第一电感LI充电,流过第一电感LI的电流开始增加,第一电感LI储能;同时第一电容Cl给第二电感L2充电,流过第二电感L2的电流开始增加,第二电感L2储能,第二电容C2给负载供电并维持输出电压稳定。工作状态2:如图2 (b)所示,第一开关管SI断开,第二开关管S2和第三开关管S3断开,此时第一二极管Dl和第三二极管D3导通,第二二极管D2承受反向偏压而处于关断状态。输入电源和第一电感LI同时给第一电容Cl充电,并和第二电感L2 —起给第二电容C2充电,向负载供电。流过第一电感LI的电流开始下降,流过第二电感L2的电流也开始下降。工作状态3:如图2 (c)所示:第一开关管SI关断,第二开关管S2和第三开关管S3同时导通,此时第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3均处于关断状态。第一电感LI和第二电感L2均工作在惯性状态,它们两端电压均为零,流过它们的电流均不变。设输入电压为Vd,输出电压即第二电容C2两端电压为V。,第一电容Cl两端电压为Vel,一个开关周期为Ts,其中工作状态I持续时间为dlTs (dl为工作状态I持续时间占整个开关周期的占空比),工作状态2持续时间为d2Ts (d2为工作状态2持续时间占整个开关周期的占空比),工作状态3持续时间为d3Ts (d3为工作状态3持续时间占整个开关周期的占空比),dl、d2、d3满足如下关系:dl+d2+d3=l。如图3,在工 作状态I,第一电感LI两端电压为Vd,第二电感L2两端电压为Vcl ;在工作状态2,第一电感LI两端电压为Vd-Vca,第二电感L2两端电压为U。;在工作状态3,第一电感LI两端电压为O,第二电感L2两端电压为O。根据一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伪连续工作的高增益升压型DC?DC变换器,其特征在于,包括第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第一电感(L1)、第二电感(L2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)和负载(R);所述第一电感(L1)的一端分别与输入电源的正极、第三开关管(S3)的源极连接,所述第一电感(L1)的另一端分别与第一二极管(D1)的阳极、第二二极管(D2)的阳极、第三开关管(S3)的漏极连接;所述第一二极管(D1)的阴极分别与第二电感(L2)的一端、第一电容(C1)的一端、第二开关管(S2)的源极连接;所述第二二极管(D2)的阴极分别与第二电感(L2)的另一端、第三二极管(D3)的阳极、第一开关管(S1)的漏极、第二开关管(S2)的漏极连接;所述第三二极管(D3)的阴极分别与第二电容(C2)的一端、负载(R)的一端连接;所述第一电容(C1)的另一端分别与输入电源的负极、第一开关管(S1)的源极、第二电容(C2)的另一端、负载(R)的另一端连接。

【技术特征摘要】
1.一种伪连续工作的高增益升压型DC-DC变换器,其特征在于,包括第一开关管(SI )、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第一电感(LI)、第二电感(L2)、第一电容(Cl)、第二电容(C2)和负载(R); 所述第一电感(LI)的一端分别与输入电源的正极、第三开关管(S3)的源极连接,所述第一电感(LI)的另一端分别与第一二极管(Dl)的阳极、第二二极管(D2)的阳极、第三开关管(S3)的漏极连接; 所述第一二极管(Dl)的阴极分别与第二电感(L2)的一端、第一电容(Cl)的一端、第二开关管(S2)的源极连接; 所述第二二极管(D2)的阴极分别与第二电感(L2)的另一端、第三...

【专利技术属性】
技术研发人员:张波张能黄子田丘东元肖文勋
申请(专利权)人:华南理工大学东莞市石龙富华电子有限公司
类型:实用新型
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1