一种Buck-Boost型单开关多路恒流输出变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种Buck

【技术实现步骤摘要】
一种Buck
‑
Boost型单开关多路恒流输出变换器


[0001]本专利技术属于电力电子
，具体涉及一种Buck
‑
Boost型单开关多路恒流输出变换器，适用于电力电子等领域。

技术介绍

[0002]目前在大功率场合LED往往采用多串并联的方式，为了提高其可靠性和寿命需要控制每串LED之间的电流均衡，目前实现均流比较简易的方法是使用电容的特性进行无源均流，但是在实现多路均流的同时，往往需要较多的有源开关器件和二极管器件，并且大部分变换器在LED两端都要并联较大的电解电容进行滤波，由于电解电容平均寿命远小于LED灯珠的平均寿命这极大的影响了LED驱动电源的寿命。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种Buck
‑
Boost型单开关多路恒流输出变换器。该变换器仅使用一个开关和(n
‑
1)个二极管就可以实现n路恒流输出。具有极少的半导体器件数量。同时输出负载可以选择性地使用滤波电容或者不使用滤波电容，这样可以消除电解电容在输出测的使用，极大地提高了该变换器的寿命。
[0004]本专利技术的上述目的通过以下技术手段实现：
[0005]一种Buck
‑
Boost型单开关多路恒流输出变换器，包括直流电源V
in
，还包括开关S1和储能电感L
m
，
[0006]开关S1的漏极接直流电源V
in
的正极。储能电感L
m
的一端接开关S1的源极，储能电感L
m
的另一端接直流电源V
in
的负极，n为输出支路总数，n大于等于2；
[0007]当n＝2时，电容C1的负极连接开关S1的源极，电容C1的正极分别与电感L1一端和二极管D1的阴极连接，电感L1另一端与负载R1的一端连接，负载R1的另一端与直流电源V
in
的负极连接，二极管D1的阳极分别与电容C2的阴极和负载R2的一端连接，负载R2的另一端与电感L2的一端连接，电感L2的另一端与开关S1的源极连接，
[0008]当n＞2时，电容C1的正极与电感L1一端连接，电感L1另一端与负载R1的一端连接，负载R1的另一端与直流电源V
in
的负极连接，
[0009]电容C
2j
‑1的负极接开关S1的源极，电容C
2j
‑1的正极连接二极管D
j
的阴极，二极管D
j
的阳极连接电容C
2j
的负极，电容C
2j
的正极连接直流电源V
in
的负极，j＝1、2、...、n
‑
1，
[0010]电容C
2p
的负极连接负载R
p+1
的一端，负载R
p+1
的另一端与电感
p+1
的一端连接，电感L
p+1
的另一端与二极管D
p+1
的阴极连接，p＝1、2、...、n
‑
2，
[0011]电感L
n
的一端与开关S1的源极连接，电感L
n
的另一端与负载R
n
的一端连接，负载R
n
的另一端与电容C
2n
‑1的负极连接。
[0012]如上所述负载R
i
为LED
i
或者LED
i
并联滤波电容C
oi
，i＝1、2、...、n。
[0013]本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果：
[0014]1、仅使用一个有源开关和(n
‑
1)个二极管就可以实现n路恒流输出，具有极少的半
导体器件数量，可以有效降低成本。
[0015]2、该变换器既可以升压输出又可以降压输出，具有较宽的应用场合。
[0016]3、该变换器可以仅使用电感L
i
(i＝1、2、...、n)进行滤波，无需滤波电容。这不仅减少了电容数量，还可以消除电解电容对该变换器寿命的影响。
[0017]4、综上，本专利技术非常适合于LED驱动。
附图说明
[0018]图1为Buck
‑
Boost型单开关多路恒流输出变换器的电路结构示意图。
[0019]图2为Buck
‑
Boost型单开关多路恒流输出变换器主要工作模态示意图。
[0020]其中，图2(a)是开关S1开通时变换器工作模态示意图，图2(b)是开关S1断开时变换器工作模态示意图。
[0021]图3为Buck
‑
Boost型单开关三路恒流输出变换器的电路结构示意图。
[0022]图4为Buck
‑
Boost型单开关三路恒流输出变换器主要仿真波形图。
[0023]其中，图4(a)是开关S1、二极管D1和D2的电压波形图，图4(b)是电容C1、C2、C3、C4的电压波形图，图4(c)是电感L1、L2、L3的电流波形图，图4(d)是加了滤波电容C
o1
、C
o2
、C
o3
条件下的输出电流波形图，图4(d)是不加滤波电容C
o1
、C
o2
、C
o3
条件下的输出电流波形图。
具体实施方式
[0024]为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0025]实施例1：
[0026]为了后续方便说明与分析，表示电路元件的电压、电流等参数的定义如下：
[0027]一种Buck
‑
Boost型单开关多路恒流输出变换器，包括n条输出支路，n大于等于2。D定义为开关管S1导通时间的占空比；T
s
定义为一个开关周期的时间；f
s
定义为开关频率；V
S1
定义为开关S1两端的电压，方向从开关S1的漏极到源极；V
Dj
(j＝1、2、...、n
‑
1)定义为二极管D
j
(j＝1、2、...、n
‑
1)两端的电压，方向从二极管D
j
(j＝1、2、...、n
‑
1)的阳极到阴极；V
Lm
定义为储能电感L
m
两端的电压，V
Lm(on)
定义为开关S1导通时储能电感L
m
两端的电压，V
Lm(off)
定义为开关S1断开时储能电感L
m
两端的电压，方向如图1所示；V
Li...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Buck
‑
Boost型单开关多路恒流输出变换器，包括直流电源V
in
，其特征在于，还包括开关S1和储能电感L
m.
开关S1的漏极接直流电源V
in
的正极。储能电感L
m
的一端接开关S1的源极，储能电感L
m
的另一端接直流电源V
in
的负极，n为输出支路总数，n大于等于2；当n＝2时，电容C1的负极连接开关S1的源极，电容C1的正极分别与电感L1一端和二极管D1的阴极连接，电感L1另一端与负载R1的一端连接，负载R1的另一端与直流电源V
in
的负极连接，二极管D1的阳极分别与电容C2的阴极和负载R2的一端连接，负载R2的另一端与电感L2的一端连接，电感L2的另一端与开关S1的源极连接，当n＞2时，电容C1的正极与电感L1一端连接，电感L1另一端与负载R1的一端连接，负载R1的另一端与直流电源V
in
的负极连接，电容C
2j
‑1的负极接开关S1的源极，电容C
2j
‑1的正极连接二极管D
j
的阴极，二极管D
j<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，江路，邹晨，谢卫冲，陈怡飞，蔡智骁，曾炜，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：