[实用新型]一种嵌入式单开关Buck-Boost变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及高增益非隔离型DC-DC变换器领域，具体涉及一种嵌入式单开关Buck-Boost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，嵌入式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Buck-Boost变换器嵌入到另一个Buck-Boost变换器中，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嵌入式变换器仍是个难题。 

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，提出一种嵌入式单开关Buck-Boost变换器变换器。 

本实用新型采用的技术方案如下。 

一种嵌入式单开关Buck-Boost变换器，以直流电源、开关管、第一电容、第二电感、第二二极管、第二电容和负载构成主Buck-Boost变换器；以直流电源、开关管、第一电容、第一电感、第一二极管和第三二极管构成嵌 入Buck-Boost变换器。 

上述的嵌入式单开关Buck-Boost变换器中，直流电源的正极与开关管的漏极连接，开关管的源极与第一电容的负极、第一电感的一端连接，第一电感的另一端与第一二极管的阳极、第三二极管的阳极连接，第一二极管的阴极与第一电容的正极、第二二极管的阴极、第二电感的一端连接，第二电感的另一端与直流电源的负极、第三二极管的阴极、第二电容的正极、负载的一端连接，负载的另一端与第二二极管的阳极、第二电容的负极连接。 

上述的嵌入式单开关Buck-Boost变换器中，当开关管开通时，直流电源给第一电感充电，直流电源和第一电容共同给第二电感充电，同时第二电容给负载供电；当开关管关断时，第一电感给第一电容充电，同时第二电感给第二电容和负载供电。 

上述变换器的工作模式包括第一电感L₁的电流和第二电感L₂的电流均工作于连续导通模式（L₂-CCM模式）、第一电感L₁的电流工作于连续导通模式而第二电感L₂的电流工作于断续导通模式（L2-DCM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，实现一个Buck-Boost变换器嵌入到另一个Buck-Boost变换器中，极大的简化了电路结构，增益可以达到D/(1-D)²，D为开关管控制信号的占空比。 

附图说明

图1是本实用新型的一种嵌入式单开关Buck-Boost变换器结构图； 

图2是图1所示的一种嵌入式单开关Buck-Boost变换器工作于L₂-CCM模 式下关键电流波形图； 

图3是图1所示的一种嵌入式单开关Buck-Boost变换器工作于L₂-DCM模式下关键电流波形图； 

图4a、图4b分别是图1所示的一种嵌入式单开关Buck-Boost变换器工作于L₂-CCM模式下的两种工作模态； 

图5是图1所示的一种嵌入式单开关Buck-Boost变换器工作于L₂-DCM模式下的一种工作模态； 

图6是图1所示的一种嵌入式单开关Buck-Boost变换器工作于L₂-CCM模式下的仿真波形图； 

图7是图1所示的一种嵌入式单开关Buck-Boost变换器工作于L₂-DCM模式下的仿真波形图。 

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。