一种升降压变换器及升降压变换器的控制方法技术

本发明专利技术提供了一种升降压变换器及升降压变换器的控制方法，属于电能变换技术领域，该升降压变换器包括输入回路与输出回路，所述输入回路与所述输出回路之间通过变压器

【技术实现步骤摘要】
一种升降压变换器及升降压变换器的控制方法


[0001]本专利技术涉及电能变换
，尤其涉及一种升降压变换器及升降压变换器的控制方法
。

技术介绍

[0002]降压
‑
升压变换器
(buck
–
boost converter)
也称为
buck
–
boost
转换器，是一种直流
‑
直流转换器，其输出电压值可以大于输入电压，也可以小于输入电压
。
降压
‑
升压变换器和返驰式变换器等效，但用单一的电感器来取代变压器
。
降压
‑
升压变换器在光伏发电系统以及电池充放电等电压宽范围变化的场合应用甚广
。
[0003]在某些应用场合如光伏发电
、
蓄电池充电等，可能存在极端升降压变换情况，如升压范围较大而降压范围较小或降压范围较大而升压范围较小
。
当需求升压范围较大而降压范围较小时，在最低输入电压而满足较大的电压增益输出升压变换时则要求占空比极端的大，但是传统的降压
‑
升压变换器难以满足极端大的占空比的要求
。
[0004]因此，需要对现有的降压
‑
升压变换器进行改进，以克服现有技术的缺陷
。

技术实现思路

[0005]为克服相关技术中存在的问题，本专利技术的目的之一是提供一种升降压变换器，该升降压变换器能够实现全周期升压，且不需要极端占空比即可获得较大的电压增益，能够提高变换器的效率
。
[0006]一种升降压变换器，包括输入回路与输出回路，所述输入回路与所述输出回路之间通过变压器
T1
连接，所述升降压变换器具有升压模式与降压模式；
[0007]升压模式下，通过正激式拓扑结构进行升压，且能够通过调整变压器
T1
的匝数比实现输出电压的调整
。
[0008]该升降压变换器通过正激拓扑，能够实现输出回路一端的全周期充电，且通过调整变压器的匝数比，来调整输出电压，能够降低对占空比的要求
。
相对于传统的
boost
电路，只能在开关管关断时进行升压，本申请的升降压变换器升压范围更广，也更稳定
。
[0009]在本专利技术较佳的技术方案中，所述输入回路包括输入源
、
第一开关管
S1
以及第一二极管
D1
；
[0010]其中，其中，所述输入源的正极与所述第一开关管
S1
的漏极连接，所述第一开关管
S1
的源极与所述第一二极管
D1
的负极连接，所述输入源的负极连接所述第一二极管
D1
的正极；所述变压器
T1
的第一端连接在所述第一开关管
S1
的源极与所述第一二极管
D1
的负极之间
。
[0011]在本专利技术较佳的技术方案中，所述输出回路包括第二二极管
D2、
第二开关管
S2、
第三开关管
S3、
第三二极管
D3、
第四二极管
D4、
第一电容
C1
以及第一电容
C2
；
[0012]所述变压器
T1
的第二端与第二二极管
D2
的正极端连接，所述第二二极管
D2
的正极端与第二开关管
S2
的漏极连接，所述第二开关管
S2
的源极与第二电容
C2
的一端连接，所述
第二电容的另一端与所述第一电容
C1
的一端串联，所述第一电容
C1
的另一端与所述输入源的负极连接；
[0013]所述第四二极管
D4
的正极与所述变压器
T1
的第三端连接，所述第四二极管的负极连接在所述第一电容
C1
与所述第二电容
C2
之间，所述变压器
T1
的第四端连接在所述第一电容
C1
与所述第二电容
C2
之间，且所述变压器
T1
的第一端
、
第三段位于初级线圈上，所述变压器
T1
的第二端
、
第四段位于次级线圈上；所述第三二极管
D3
的正极与所述第四二极管的负极连接，所述第三二极管
D3
的正极连接在所述第二开关管
S2
的源极与第二电容
C2
之间；所述第三开关管
S3
的漏极连接在所述变压器
T1
与所述第四二极管
D4
之间，所述第三开关管
S3
的源极与所述输入源的负极连接
。
[0014]在本专利技术较佳的技术方案中，所述输入源的负极连接于地节点
。
输入源连接与地节点，用于保障升降压变换器的使用安全
。
[0015]在本专利技术较佳的技术方案中，所述第一二极管
D1、
第二二极管
D2、
所述第三二极管
D3
与所述第四二极管
D4
均为肖特基二极管
。
[0016]肖特基二极管是一种低功耗
、
超高速半导体器件
。
最显著的特点为反向恢复时间极短
(
可以小到几纳秒
)
，具有开关速度非常快，开关损耗也特别小的优点，尤其适合于高频应用
。
[0017]在本专利技术较佳的技术方案中，所述升压模式下：第三开关管
S3
高频开关工作，第二开关管
S2
保持导通，第一开关管
S1
保持导通，第三二极管
D3
不导通偏置电压形成开路，变压器
T1
与第二二极管
D2、
第二开关管
S2、
第二电容
C2
形成正激拓扑结构；当第三开关管
S3
导通时，输入电压通过变压器匝比关系映射到次级线圈作为正激拓扑的电压源，输出电压为第一电容
C1
两端电压与第二电容
C2
两端电压之和；
[0018]降压模式下：第一开关管
S1
高频开关工作，第三开关管
S3
保持关断而第四二极管
D4
保持导通，第二开关管
S2
保持关断，第一二极管
D1
在
S1
关断时为变压器
T1
提供续流回路，输出电压为第三二极管的负极端的电压
。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种升降压变换器，包括输入回路与输出回路，所述输入回路与所述输出回路之间通过变压器
T1
连接，所述升降压变换器具有升压模式与降压模式，其特征在于：升压模式下，通过正激式拓扑结构进行升压，且能够通过调整变压器
T1
的匝数比实现输出电压的调整
。2.
根据权利要求1所述的升降压变换器，其特征在于：所述输入回路包括输入源
、
第一开关管
S1
以及第一二极管
D1
；其中，所述输入源的正极与所述第一开关管
S1
的漏极连接，所述第一开关管
S1
的源极与所述第一二极管
D1
的负极连接，所述输入源的负极连接所述第一二极管
D1
的正极；所述变压器
T1
的第一端连接在所述第一开关管
S1
的源极与所述第一二极管
D1
的负极之间
。3.
根据权利要求2所述的升降压变换器，其特征在于：所述输出回路包括第二二极管
D2、
第二开关管
S2、
第三开关管
S3、
第三二极管
D3、
第四二极管
D4、
第一电容
C1
以及第一电容
C2
；所述变压器
T1
的第二端与第二二极管
D2
的正极端连接，所述第二二极管
D2
的正极端与第二开关管
S2
的漏极连接，所述第二开关管
S2
的源极与第二电容
C2
的一端连接，所述第二电容的另一端与所述第一电容
C1
的一端串联，所述第一电容
C1
的另一端与所述输入源的负极连接；所述第四二极管
D4
的正极与所述变压器
T1
的第三端连接，所述第四二极管的负极连接在所述第一电容
C1
与所述第二电容
C2
之间，所述变压器
T1
的第四端连接在所述第一电容
C1
与所述第二电容
C2
之间，且所述变压器
T1
的第一端
、
第三段位于初级线圈上，所述变压器
T1
的第二端
、
第四段位于次级线圈上；所述第三二极管
D3
的正极与所述第四二极管的负极连接，所述第三二极管
D3
的正极连接在所述第二开关管
S2
的源极与第二电容
C2
之间；所述第三开关管
S3
的漏极连接在所述变压器
...

【专利技术属性】
技术研发人员：何雪冬，宋蒙恩，郭立星，刘蓝田，褚艳伟，张祥，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：