[發明專利]一種升壓變換器及其控制方法

在審

• 申請號: 201910868385.6
• 申請日: 2019-09-11
• 公開（公告）號: CN110719026A
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 盧鵬飛;尹向陽
• 申請（專利權）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種升壓變換器，其特征在于：包括輸入電源正、輸出電壓正、電源公共地、開關管Q1、開關管Q2、開關管Q3、開關管Q4、電感器L1，電容器C1和電容器C2；開關管Q4的源極和電容器C1的一端連接到輸入電源正，開關管Q4的漏極和開關管Q3的源極連接到電感器L1的一端，開關管Q2的源極和開關管Q1的漏極連接到電感器L1的另一端，開關管Q2的漏極和開關管Q3的漏極連接到電容器C2的一端為輸出電壓正，開關管Q1的源極和電容器C1的另一端連接到電容器C2的另一端為電源公共地。

2.根據權利要求1所述的升壓變換器，其特征在于：輸出輸入電壓之比大于3。

3.根據權利要求1所述的升壓變換器，其特征在于：開關管Q1、開關管Q2、開關管Q3和開關管Q4擇一或者全部為MOS管、三極管或者IGBT。

4.根據權利要求1所述的升壓變換器，其特征在于：開關管Q2和開關管Q4擇一或者全部為單向導通器件，單向導通器件的陰極為開關管的漏極，單向導通器件的陽極為開關管的源極。

5.根據權利要求4所述的升壓變換器，其特征在于：單向導通器件為二極管，二極管的陰極為單向導通器件的陰極，二極管的陽極為單向導通器件的陽極。

6.一種權利要求1至5任一項所述升壓變換器的控制方法，其特征在于：

變換器工作的各循環周期依次包括四個階段，通過開關管Q1、開關管Q2、開關管Q3和開關管Q4周期性的導通和截止，使得各階段電感器L1兩端的電壓大小如下：

第一階段電感器L1兩端的電壓為Vo并持續一段時間T1；

第二階段電感器L1兩端的電壓為Vin并持續一段時間T2；

第三階段電感器L1兩端的電壓為Vo-Vin并持續一段時間T3；

第四階段電感器L1兩端被短路電壓為0并持續一段時間T4。

7.根據權利要求6所述的控制方法，其特征在于：時間T1、時間T2、時間T3和時間T4的長度可調。

8.根據權利要求7所述的控制方法，其特征在于：當負載電流降低到第一設定值時，時間T1、時間T2和時間T3減小，時間T4變長，總的開關周期維持在誤差范圍之內變化。

9.根據權利要求8所述的控制方法，其特征在于：當負載電流進一步降低到第二設定值時，時間T1減小為零，關閉開關管Q2，開關管Q3和開關管Q4的驅動。

10.根據權利要求9所述的控制方法，其特征在于：當負載電流再進一步降低到第三設定值時，電路周期或非周期性的使所有開關管在一個或多個周期內處于關斷狀態。

11.根據權利要求6所述的控制方法，其特征在于：時間T4的長度隨負載的增加、輸入電壓的降低或負載的增加和輸入電壓的降低而減小，直至減小至零。

12.根據權利要求6所述的控制方法，其特征在于：時間T1、時間T2、時間T3和時間T4至少其中一個之后跟隨一個能量循環間隔，在此能量循環間隔內，電感器L1的電流給對應開關管的輸出電容進行充電或放電。

13.一種將權利要求1至5任一項所述升壓變換器的輸入電源正和輸出電壓正互換后的控制方法，其特征在于：

變換器工作的各循環周期依次包括四個階段，通過開關管Q1、開關管Q2、開關管Q3和開關管Q4周期性的導通和截止，使得各階段電感器L1兩端的電壓大小如下：

第一階段電感器L1兩端被短路電壓為0并持續一段時間T1’；

第二階段電感器L1兩端的電壓為Vo-Vin并持續一段時間T2’；

第三階段電感器L1兩端的電壓為Vin并持續一段時間T3’；

第四階段電感器L1兩端的電壓為Vo并持續一段時間T4’。