[发明专利]开关电感Boost变换器

说明书

技术领域

本发明涉及非隔离型直流-直流变换器，特别是一种开关电感Boost变换器。

背景技术

常规的BOOST变换器，包括一个功率开关管，一个Boost功率电感，一个整流二极 管。开关功率管的漏极与Boost功率电感的一端及整流二极管的阳极相连，Boost功率电感 的另一端接至输入电源的正极。

这种非隔离型直流-直流变换器输出电压增益较小，虽然可以通过设置更大的占 空比来得到更高的输出电压，但Boost功率电感及电路中的其他寄生因素限制了输出电压 的进一步提高。当其占空比增大至某个范围时，甚至会出现输出电压下降的情况。因此，常 规Boost变换的占空比不能过大，这样才能得到输出电压与占空比的正比例线性关系。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中BOOST变换器电压增益小，输入电流不够连续且 输入电压利用率低，开关器件应力高等问题。提供能够较大的提高输出升压能力且输出电 压稳定，输入电流连续且输入电压利用率高，开关器件的应力低的开关电感Boost变换器。

本发明的技术方案为：

开关电感Boost变换器，接入直流输入电源Vin，包括功率开关管SW1，所述功率开 关管SW1的源极接输入电源的负极，功率开关管SW1的漏极通过电感L1和二极管D3的负极接 输入电源的正极；所述的功率开关管SW1漏极接整流二极管D4正极后，接电容Cf的一端，功 率开关管SW1的源极接电容Cf的另一端；电容Cf两端接输出端口VO；

所述的电感电路包括并联的L1电感支路和L2电感支路，L1电感支路和L2电感支路 之间串接整流二极管D2；

所述的L1电感支路包括整流二极管D1和电感L1，整流二极管D1的负极与电感L1一 端连接；所述的L2电感支路包括整流二极管D3和电感L2，电感L2的一端在整流二极管D3的 正极连接；

所述整流二极管D2的阴极接于整流二极管D1和电感L1之间，整流二极管D2的阳极 接于整流二极管D3和电感L2之间。

本发明的有益效果：

1.本发明的开关电感Boost变换器不论是在连续导通模式(CCM)还是在断续导通 模式(DCM)下都具有比传统Boost变换器更高的升压能力，并且这种优势随着直通占空比的 增加会越来越明显；因此在工程实际中更加适用于太阳能光伏发电系统和燃料电池等低输 出的电源。

2.本发明开关电感Boost变换器可以通过软开关技术等控制策略来控制降低导通 损耗，从而进一步提高工作效率。

附图说明

图1是本发明的电路图；

图2是本发明功率开关管SW1导通时，本发明的等效电路；

图3是本发明功率开关管SW1关断时，本发明的等效电路；

图4是本发明连续工作模式下电感电流波形图；

图5是本发明连续工作模式下电感输出电压波形图；

图6是本发明断续模式下电感L1的电流波形的波形图；

图7是本发明断续模式下整流二极管D1的电流波形的波形图；

图8是本发明连续工作和断续工作模式的临界值Kcrit(D)的曲线图；

图9是本发明连续工作模式和断续工作模式的工作条件下的曲线图；

图10是本发明开关电感Boost变换器的电压变换比M(D)的曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的说明，如图1所示的一种开关电感Boost变换 器，接入直流输入电源Vin，包括功率开关管SW1，所述功率开关管SW1的源极接输入电源的 负极，功率开关管SW1的漏极通过电感L1和二极管D3的负极接输入电源的正极；所述的功率 开关管SW1漏极接整流二极管D4正极后，接电容Cf的一端，功率开关管SW1的源极接电容Cf 的另一端；电容Cf两端接输出端口VO；

所述的电感电路包括并联的L1电感支路和L2电感支路，L1电感支路和L2电感支路 之间串接整流二极管D2；

所述的L1电感支路包括整流二极管D1和电感L1，整流二极管D1的负极与电感L1一 端连接；所述的L2电感支路包括整流二极管D3和电感L2，电感L2的一端在整流二极管D3的 正极连接；