[發明專利]一種磁集成高升壓比開關電源

在審

• 申請號: 201711002220.8
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107612322A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 張東來;谷雨;劉朔陽
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/14
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙)44248
• 代理人: 胡吉科

技術領域

本發明涉及開關電源，尤其涉及一種磁集成高升壓比開關電源。

背景技術

傳統升壓型開關電源其結構如圖1所示，Vin為輸入電壓，Vout為輸出電壓，L為輸入電感，D為續流二極管。

在傳統的升壓型開關電源設計中，為保證輸入電流紋波較小，需選用較大的輸入濾波電感值L。增加電感值同時意味著增加電源的體積和重量。不僅如此，傳統升壓型開關電源中輸入電感L中存在的等效串聯電阻抑制變換器的極限升壓比，當變換器工作在交大占空比工況下，變換器輸出電壓并不能隨之增高。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種實現低輸入電流紋波及高升壓比的磁集成高升壓比開關電源，其中磁集成模塊包括輸入濾波支路、耦合輸出支路及電流紋波抵消支路，三條支路耦合至同一磁芯中以實現磁集成的目的。

本發明具體通過如下技術方案實現：

一種磁集成高升壓比開關電源，包括輸入濾波支路、耦合輸出支路、紋波抵消支路；所述輸入濾波支路包括輸入電感L_A；所述耦合輸出支路包括輸出電感L_B和輸出二極管D₃；所述紋波抵消支路包括串聯在一起的紋波抵消電感L_C和儲能電容C₃；輸入電感L_A、輸出電感L_B及紋波抵消電感L_C耦合至同一磁芯；輸入電感L_A的同名端接輸入電源，L_A的異名端接紋波抵消感L_C的異名端；紋波抵消電感L_C的同名端通過儲能電容C₃接地；所述輸出二極管D₃的正極接輸出電感L_B的異名端，D₃的負極接所述開關電源的輸出。

進步一地，所述開關電源電路還包括開關S、輸出電容Co、輸出負載Ro、儲能電容C₁、C₂以及二極管D₁、D₂；所述開關S的一端接輸入電感L_A的異名端，另一端接地；所述輸出電容Co與所述輸出負載Ro并聯，Co的一端接輸出二極管D₃的負極，Co的另一端接地；二極管D₁的正極接L_C的異名端，D₁的負極接C₁的一端，C₁的另一端接地。二極管D₂的正極接D₁的負極，D₂的負極接L_B的同名端，C₂的一端接L_A的異名端，C₂的另一端接L_B的同名端。

進一步地，所述紋波抵消支路中，通過控制L_C的大小及耦合系數，以實現輸入電流紋波抵消。

進一步地，所述耦合輸出支路中，通過控制L_B的大小及耦合系數，以實現變換器高升壓比。

進一步地，通過改變L_B的大小和耦合系數，來有效調整開關電源升壓比及輸入電流紋波。

本發明的有益效果是：本發明實現的低輸入電流紋波及高升壓比的磁集成高升壓比開關電源，將傳統升壓型電路的輸入濾波電感及輸出濾波電感耦合至同一磁芯中并引入電流紋波抵消支路，可以實現輸入電流紋波抵消，以及提升電源升壓比的特點。同時，該磁集成開關電源具有結構簡單，設計調節靈活，具有較強的實用性。

附圖說明

圖1是現有的傳統升壓型電路示意圖；

圖2是本發明的磁集成高升壓比開關電源的電路原理圖。

具體實施方式

低輸入電流紋波及高升壓比的磁集成開關電源可用于新能源、計算機、燃料電池、電動汽車等低壓大電流分布式電源系統中，可有效改善因大電流紋波導致的電磁干擾問題。同時該低電流紋波開關電源可在簡化輸入濾波環節的基礎上保證整個系統高升壓比性能，具有十分重要的意義。

本發明公開了一種實現低輸入電流紋波及高升壓比的磁集成開關電源如圖2所示，其中磁集成模塊包括輸入濾波支路、耦合輸出支路及電流紋波抵消支路，三條支路耦合至同一磁芯中以實現磁集成的目的。