[發明專利]非隔離型單管平方升壓直流變換器及其控制方法

在審

• 申請號: 202010787874.1
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN112039333A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 寧光富;粟梅;但漢兵;孫堯;韓華;柳張杰
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H02M3/04
• 分類號: H02M3/04;H02M3/155
• 代理公司: 長沙智路知識產權代理事務所(普通合伙) 43244
• 代理人: 張毅

1.一種非隔離型單管平方升壓直流變換器，其特征在于，包括輸入電源V_in，開關管Q₁，電感L₁和L₂，二極管D₁、D₂和D_o，中間電容C_o1，輸出電容C_o，和輸出負載端；所述輸入電源V_in的正極連接L₁的一端，L₁的另一端連接D_o和D₁的陽極，D_o的陰極連接C_o1的負極和L₂的一端，C_o1的正極和D₂的陰極連接C_o的正極，L₂的另一端、D₁的陰極、D₂的陽極均與Q₁的集電極相連，Q₁的發射極與V_in、C_o的負極均相連，C_o的兩端并聯輸出負載端。

2.一種根據權利要求1任一項所述的非隔離型單管平方升壓直流變換器的控制方法，其特征在于，所述控制方法在每個開關周期內有兩個工作模態：

工作模態A：所述開關管Q₁導通，二極管D_o和D₂截止，電感L₁和L₂分別進行獨立充電：V_in、L₁、D₁、Q₁形成回路，輸入電源V_in給電感L₁充電；C_o、C_o1、L₂、Q₁形成回路，輸出電容C_o給中間電容C_o1和電感L₂充電；

工作模態B：所述開關管Q₁關斷，二極管D₁截止，電感L₁和L₂同時放電：V_in、L₁、D_o、C_o1、C_o形成回路，輸入電源V_in、電感L₁與中間電容C_o1同時向輸出電容C_o放電；L₂、D₂、C_o1形成回路，電感L₂向中間電容C_o1放電。

3.根據權利要求2所述的非隔離型單管平方升壓直流變換器的控制方法，其特征在于，在所述工作模態B中，中間電容C_o1的放電電流大于其充電電流。

4.根據權利要求2所述的非隔離型單管平方升壓直流變換器的控制方法，其特征在于，在每個開關周期的起始時刻，即0至D*Ts時刻，開關管Q₁開通，D*Ts至Ts時刻，開關管Q₁關斷，D為占空比，Ts為一個開關周期。

5.根據權利要求2所述的非隔離型單管平方升壓直流變換器的控制方法，其特征在于，在所述工作模態A時，所述電感L₁和L₂上的伏秒積分別為D*Ts*V_in和D*Ts*(V_o-V_o1)，其中V_o1為所述中間電容C_o1兩端的電壓，V_o為所述輸出負載端的輸出電壓。