[發(fā)明專利]一種升壓變換器及其控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910868385.6
• 申請(qǐng)日: 2019-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN110719026A
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧鵬飛;尹向陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州金升陽(yáng)科技有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/158
• 分類號(hào): 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(guān)管Q1、開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3、開關(guān)管Q4、電感器L1，電容器C1和電容器C2；開關(guān)管Q4的源極和電容器C1的一端連接到輸入電源正，開關(guān)管Q4的漏極和開關(guān)管Q3的源極連接到電感器L1的一端，開關(guān)管Q2的源極和開關(guān)管Q1的漏極連接到電感器L1的另一端，開關(guān)管Q2的漏極和開關(guān)管Q3的漏極連接到電容器C2的一端為輸出電壓正，開關(guān)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求1所述的升壓變換器，其特征在于：開關(guān)管Q1、開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3和開關(guān)管Q4擇一或者全部為MOS管、三極管或者IGBT。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓變換器，其特征在于：開關(guān)管Q2和開關(guān)管Q4擇一或者全部為單向?qū)ㄆ骷瑔蜗驅(qū)ㄆ骷年帢O為開關(guān)管的漏極，單向?qū)ㄆ骷年?yáng)極為開關(guān)管的源極。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的升壓變換器，其特征在于：?jiǎn)蜗驅(qū)ㄆ骷槎O管，二極管的陰極為單向?qū)ㄆ骷年帢O，二極管的陽(yáng)極為單向?qū)ㄆ骷年?yáng)極。

6.一種權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)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(huán)周期依次包括四個(gè)階段，通過開關(guān)管Q1、開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3和開關(guān)管Q4周期性的導(dǎo)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(xù)一段時(shí)間T1；

第二階段電感器L1兩端的電壓為Vin并持續(xù)一段時(shí)間T2；

第三階段電感器L1兩端的電壓為Vo-Vin并持續(xù)一段時(shí)間T3；

第四階段電感器L1兩端被短路電壓為0并持續(xù)一段時(shí)間T4。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于：時(shí)間T1、時(shí)間T2、時(shí)間T3和時(shí)間T4的長(zhǎng)度可調(diào)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于：當(dāng)負(fù)載電流降低到第一設(shè)定值時(shí)，時(shí)間T1、時(shí)間T2和時(shí)間T3減小，時(shí)間T4變長(zhǎng)，總的開關(guān)周期維持在誤差范圍之內(nèi)變化。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于：當(dāng)負(fù)載電流進(jìn)一步降低到第二設(shè)定值時(shí)，時(shí)間T1減小為零，關(guān)閉開關(guān)管Q2，開關(guān)管Q3和開關(guān)管Q4的驅(qū)動(dòng)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于：當(dāng)負(fù)載電流再進(jìn)一步降低到第三設(shè)定值時(shí)，電路周期或非周期性的使所有開關(guān)管在一個(gè)或多個(gè)周期內(nèi)處于關(guān)斷狀態(tài)。

11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于：時(shí)間T4的長(zhǎng)度隨負(fù)載的增加、輸入電壓的降低或負(fù)載的增加和輸入電壓的降低而減小，直至減小至零。

12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于：時(shí)間T1、時(shí)間T2、時(shí)間T3和時(shí)間T4至少其中一個(gè)之后跟隨一個(gè)能量循環(huán)間隔，在此能量循環(huán)間隔內(nèi)，電感器L1的電流給對(duì)應(yīng)開關(guān)管的輸出電容進(jìn)行充電或放電。

13.一種將權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)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(huán)周期依次包括四個(gè)階段，通過開關(guān)管Q1、開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3和開關(guān)管Q4周期性的導(dǎo)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(xù)一段時(shí)間T1’；

第二階段電感器L1兩端的電壓為Vo-Vin并持續(xù)一段時(shí)間T2’；

第三階段電感器L1兩端的電壓為Vin并持續(xù)一段時(shí)間T3’；

第四階段電感器L1兩端的電壓為Vo并持續(xù)一段時(shí)間T4’。