[实用新型]一种单管Boost-Buck-Boost变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及级联DC-DC变换器领域，具体涉及一种单管Boost-Buck-Boost变换器变换器。

背景技术

近年来，高增益升压DC-DC变换器广泛用于UPS、分布式光伏发电和电池储能系统。目前，高增益升压DC-DC变换器有开关电容型、开关电感型，通过增加开关电容或电感来实现电压的升高，同时也使电路结构变得很复杂。此外，还有通过隔离变压器或耦合电感来实现高增益，然而变压器和耦合电感的漏感难以控制，会极大地增加器件的应力和能量损耗。此外，级联型DC-DC变换器可以实现高增益，同样受到很大的青睐，若将基本的Boost变换器和Buck-Boost变换器级联，可以得到结构简单的高增益级联变换器，但是如何使用一个开关管实现高增益级联变换器仍是个难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种单管Boost-Buck-Boost变换器变换器。

本实用新型采用的技术方案是：一种单管Boost-Buck-Boost变换器变换器，包括以直流电源、开关管、第一电感、第一二极管、第三二极管和第一电容构成的Boost变换器；以第一电容、开关管、第二电感、第二二极管、第二电容和负载构成的Buck-Boost变换器。

所述变换器中，第一电感的一端与直流电压的正极相连接，另一端同时与开关管的漏极和第一电容的阳极相连；第二电感的一端同时与第一电容的阴极、第一二极管的阳极、第二二极管的阳极相连接，另一端同时与开关管的源极、第三二极管的阳极、第二电容的阴极和负载的一端相连接；负载的另一端同时与第二二极管的阴极和第二电容的阳极相连接；直流电源的负极同时与第一二极管的阴极和第三二极管的阴极相连接。

当开关管开通时，第一二极管和第二二极管截止，第三二极管导通，直流电源给第一电感充电，第一电容给第二电感充电，同时第二电容给负载供电；当开关管关断时，第一电感通过第一二极管续流，第二电感通过第二二极管续流，第三二极管截止，直流电源和第一电感共同给第一电容充电，第二电感同时给第二电容和负载供电。

变换器包括第一电感的电流和第二电感的电流均工作于连续导通模式（L₁-L₂-CCM模式）、第一电感的电流或第二电感的电流工作于连续导通模式（L₁/L₂-CCM模式），其中L₁/L₂-CCM模式包括第一电感的电流工作于连续导通模式而第二电感的电流工作于断续导通模式、第一电感的电流工作于断续导通模式而第二电感的电流工作于连续导通模式、包括第一电感的电流和第二电感的电流均工作于断续导通模式。

与现有技术相比，本实用新型具有的优势为：仅使用一个开关管，实现Boost变换器和Buck-Boost变换器的级联，极大的简化了电路结构，增益为D/(1-D)²。

附图说明

图1是本实用新型的一种单管Boost-Buck-Boost变换器结构图；

图2是图1所示的一种单管Boost-Buck-Boost变换器工作于L₁-L₂-CCM模式下关键电流波形图；

图3是图1所示的一种单管Boost-Buck-Boost变换器工作于L₁/L₂-DCM模式下关键电流波形图；

图4a～图4d分别是图1所示的一种单管Boost-Buck-Boost变换器的四种工作模态；

图5是图1中的一种单管Boost-Buck-Boost变换器工作于L₁-L₂-CCM模式的仿真波形图；

图6是图1中的一种单管Boost-Buck-Boost变换器工作于L₁/L₂-DCM模式的仿真波形图。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型的内容和特点，以下结合附图对本实用新型的具体实施方案进行具体说明。但本实用新型的实施不限于此。