[发明专利]一种无右半平面零点两相交错磁集成boost 变换器

说明书

技术领域

本发明涉及直流-直流变换器技术领域，尤其涉及一种两相交错磁集成boost变换器。

背景技术

传统多相交错并联boost工作在CCM模式时，控制-输出的传递函数包含一个右半平面零点。这种非最小相位系统的控制环路穿越频率需低于右半平面零点所在的频率以确保环路有足够的相角裕度，因此这种变换器的动态特性较差。此外，据统计磁材的成本一般占DC-DC变换器的30～40％，重量则一般占整体的20～30％左右，多相中各相的滤波电感也限制了变换器功率密度进一步的提高。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提出了一种无右半平面零点两相交错磁集成boost变换器，在较宽占空比工作范围内均可满足最小相位系统，大大提高变换器的动态响应速度，同时，变换器的功率密度也实现了大幅提高。

本发明通过以下技术方案实现：

一种两相交错磁集成boost变换器，所述变换器包括电感L_a、L_b、L_c、L_d，开关管S₁、S₂，电容C₁、C₂；其中，电感L_a的异名端和电感L_b的异名端相连，电感L_c的同名端和电感L_d的同名端相连，电感L_a的同名端和电感L_c的异名端相连，电感L_b的同名端和电感L_d的异名端相连，开关管S₁的一端的电感L_a的异名端相连，S₁的另一端接地，开关管S₂的一端的电感L_c的同名端相连，S₂的另一端接地，电容C₁的一端的电感L_b的异名端相连，C₁的另一端接地，电容C₂的一端的电感L_d的异名端相连，C₂的另一端接地，电感L_a的同名端作为变换器的输入端，电感L_b的同名端作为变换器的输出端；所述开关管S₁、S₂的驱动信号相互交错180°，所述电感L_a、L_b、L_c及L_d共用同一磁芯。

作为本发明的进一步改进，所述变换器满足下述关系式：

D<1-(1-kac)L1L2k1-k2,]]>

其中，D代表所述开关管开通的占空比，k₁为L_a与L_b间耦合系数，k₂为与L_d间耦合系数，k_ac为L_a与L_c耦合系数，L₁＝L_a＝L_c、L₂＝L_b＝L_d。