[发明专利]一种基于电压模式控制的四开关buck-boost变换器

权利要求书

1.一种基于电压模式控制的四开关buck-boost变换器，包括了buck模块、boost模块以及连接两个模块的电感L，所述buck模块与电流输入端连接，所述boost模块设有电流输出端，其特征在于，还包括调制信号产生模块、PWM调制器、所述电流输出端、调制信号产生模块、PWM调制器依次连接；

所述调制信号产生模块输出两个调制信号V_{c_Buck}、V_{c_Boost}；所述PWM调制器将两个调制信号中的一个或两个同时与一载波信号V_ramp进行比较后，输出占空比控制信号d1或占空比控制信号d2或者同时输出占空比控制信号d1、d2；本转换器设有控制信号的最低电压VL、最高电压VH，V_bias是两个控制信号之间的偏置，VM是载波的幅值，其中V_{c_Buck}＝V_{c_Boos}t+V_bias,V_biasVM；当VLV_{c_Buck}VH,V_{c_Boost}VL时，变换器工作在buck模式，V_{c_Buck}与载波信号比较产生buck工作模式所需要的占空比d1信号，开关管Q3开路，开关管Q4闭合；

当VLV_{c_Buck}VH,VLV_{c_Boost}VH时，变换器工作在buck-boost模式，V_{c_Buck}与V_{c_Boost}信号与载波比较产生所需要的占空比d1、d2信号；

当VHV_{c_Buck},VLV_{c_Boost}VH时，变换器工作在boost模式，开关管Q1闭合，开关管Q2开路，V_{c_Boost}与载波比较产生所需要的占空比d2信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于电压模式控制的四开关buck-boost变换器，其特征在于，所述调制信号产生模块包括误差放大器、电阻Z1、偏置电压V_bia,所述电流输出端、误差放大器和电阻Z₁依次连接，所述误差放大器输出端分为两路，一路直接与所述PWM调制器连接，另一路接所述偏置电压V_bia后与所述PWM调制器连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于电压模式控制的四开关buck-boost变换器，其特征在于，所述调制信号产生模块还包括高压模块，所述电流输出端、高压模块、误差放大器依次连接。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种基于电压模式控制的四开关buck-boost变换器，其特征在于，所述buck模块包括开关管Q1和开关管Q2,所述开关管Q1漏极

接电源输入端VIN，所述开关管Q1栅极与占空比控制信号d1、开关管Q2栅极分别连接，所述开关管Q2的漏极、源极分别接电感、boost模块。

5.根据权利要求4所述的一种基于电压模式控制的四开关buck-boost变换器，其特征在于，所述boost模块包括开关管Q3和开关管Q4,所述开关管Q4与所述开关管Q2是同步整流管；

所述开关管Q4源极接电感，所述开关管Q4栅极与占空比控制信号d2、整流管Q3栅极分别连接，所述开关管Q3的源极、漏极分别接电感、buck模块中开关管Q2的源极。

6.根据权利要求1所述的一种基于电压模式控制的四开关buck-boost变换器，其特征在于，还包括一比较器，所述比较器的输入端接所述调制信号产生模块的输出端、所述比较器的输出端与所述PWM调制器连接。

7.根据权利要求1-3任一所述的一种基于电压模式控制的四开关buck-boost变换器，其特征在于，还包括Ⅲ型补偿器，所述Ⅲ型补偿器的一个输入端分别接误差放大器的基准电压Vref输入端、所述Ⅲ型补偿器另一个输入端接误差放大器的反馈电压V_FB输入端、电压输出端，所述Ⅲ型补偿器的输出端与所述调制信号端连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于电压模式控制的四开关buck-boost变换器，其特征在于，所述Ⅲ型补偿器包括运放、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻Rz以及电容C_ff、电容Cz、电容Cp，所述运放的同相输入端接所述误差放大器的基准电压V_ref输入端，所述运放的反相输入端与所述电阻R1一端、电阻R2一端、误差放大器的反馈电压V_FB输入端分别连接；

所述电容C_ff、电阻R3串联后的支路两端分别接电阻R1发两端；

所述电容Cz与电阻Rz串联后与所述电容Cp并联成一个支路，所述支路两端分别接所述运放的输出端、反相输入端；

所述R2另一端接电压输出端。