[發明專利]輸入輸出電流均連續的降壓型DC-DC變換器

在審

• 申請號: 201811336771.2
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109510463A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 陳怡
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種輸入輸出電流均連續的降壓型DC?DC變換器包括電感L1、電容C1、二極管D1、二極管D2、電感L2、電容Co和1個電子開關，電子開關具有端口a和端口b，電感L1的一端與直流電源Vi的正端相連，電感L1的另一端同時與電容C1的一端和電子開關的端口a相連，電容C1的另一端同時與二極管D1的陽極和電感L2的一端相連，二極管D1的陰極同時與電子開關的端口b、電容Co的一端和負載Z的一端相連，負載Z的另一端同時與電容Co的另一端、二極管D2的陽極和直流電源Vi的負端相連，二極管D2的陰極與電感L2的另一端相連。本發明具有如下工作特征：輸入和輸出電流均連續，輸出電壓小于或等于直流電源電壓且同極性。

技術領域

本發明涉及直流-直流(DC-DC)變換器，尤其是一種輸入和輸出電流均連續且輸入和輸出電壓同極性的降壓型DC-DC變換器，可作為基本單元組建多輸入和多輸出的直流電源系統，如：直流電源模塊并聯系統、LED陣列驅動系統、分布式光伏發電系統等。

背景技術

現有具有降壓功能的基本DC-DC變換器包括Buck變換器、Buck-Boost變換器、Cuk變換器、Sepic變換器和Zeta變換器。如表1所列，在不考慮輸出電容的情況下，上述這5種具有降壓功能的基本DC-DC變換器都不滿足“輸入和輸出電流均連續且輸入和輸出電壓同極性”的要求。

表1。

發明內容

為了克服現有具有降壓功能的基本DC-DC變換器都不滿足“輸入和輸出電流均連續且輸入和輸出電壓同極性”要求的不足，本發明提供一種輸入輸出電流均連續的降壓型DC-DC變換器，能夠實現輸入和輸出電流均連續且輸入和輸出電壓同極性，擴充DC-DC變換器的種類。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種輸入輸出電流均連續的降壓型DC-DC變換器，包括電感L1、電容C1、二極管D1、二極管D2、電感L2、電容Co和1個電子開關，所述電子開關具有端口a和端口b，電感L1的一端與直流電源Vi的正端相連，電感L1的另一端同時與電容C1的一端和電子開關的端口a相連，電容C1的另一端同時與二極管D1的陽極和電感L2的一端相連，二極管D1的陰極同時與電子開關的端口b、電容Co的一端和負載Z的一端相連，負載Z的另一端同時與電容Co的另一端、二極管D2的陽極和直流電源Vi的負端相連，二極管D2的陰極與電感L2的另一端相連。

本發明中，當電子開關截止時，二極管D1導通，直流電源Vi、電感L1、電容C1、二極管D1、電容Co和負載Z構成一個回路，二極管D2、電感L2、二極管D1、電容Co和負載Z構成另一個回路。

當電子開關導通時，二極管D1截止，直流電源Vi、電感L1、電子開關、電容Co和負載Z構成一個回路，二極管D2、電感L2、電容C1、電子開關、電容Co和負載Z構成另一個回路。

進一步，所述電子開關采用單向導通的電子開關，即所述電子開關導通時其電流從端口a流入并從端口b流出。該優選方案是為了防止電流反流。

再進一步，所述電子開關包括二極管D3、N型MOS管M1和1個控制器，所述控制器具有端口vg，二極管D3的陽極與電子開關的端口a相連，二極管D3的陰極與N型MOS管M1的漏極相連，N型MOS管M1的源極與電子開關的端口b相連，N型MOS管M1的門極與控制器的端口vg相連。

所述控制器決定N型MOS管M1的工作狀態，所述控制器采用電源控制芯片。

本發明的技術構思為：合理配置二極管D1、二極管D2和電子開關，令電容C1、電感L1和電感L2在一個工作周期內協同地進行儲能和釋能，既實現高效率的降壓變換，又實現輸入電流連續、輸出電流連續和輸出電壓極性不變。