[发明专利]多级单开关升压变换器

摘要

本发明涉及电力电子领域，具体涉及一种多级单开关升压变换器。由Boost升压电路和若干个Switch-Capacitor网络组成，其中每一个Switch-Capacitor网络所贡献的电压相等，并通过交错串联的方式实现多个网络电压的累加，提高输出电压，升压能力强。变换器只有一个有源开关元件，控制电路简单，且开关管电压应力小，为输入电压的1/(1-D)倍；每个Switch-Capacitor网络中的电容电压大小相等，为输入电压的1/(1-D)倍，电容电压应力小，减小了电路体积，且容易集成。

主权项

一种多级单开关升压变换器，其特征在于：包括前级Boost升压网络和若干个Switch‑Capacitor网络；其中前级Boost升压网络的拓扑结构如下：有源开关管S的漏极通过电感L连接电源Uin的正极，有源开关管S的源极连接电源Uin的负极；二极管D11的阴极与电容C12的正极串联，电容C12的负极与二极管D12的阴极连接，二极管D12的阳极串联电容C11的负极，电容C11的正极与二极管D11的阳极连接；有源开关管S的漏极还连接到电容C11正极与二极管D11阳极间的连接点，有源开关管S的源极还连接到电容C12负极与二极管D12阴极间的连接点；所述Switch‑Capacitor网络的拓扑结构分两种情况：①二极管D(n‑1)n的阴极与电容Cn2的正极串联，电容Cn2的负极与二极管D(n)(n+1)的阴极连接，二极管D(n)(n+1)的阳极串联电容Cn1的负极，电容Cn1的正极与二极管D(n‑1)(n)的阳极连接，电容Cn2负极与二极管D(n)(n+1)阴极间的连接点与有源开关管S的源极连接，电容Cn1正极与二极管D(n‑1)(n)阳极间的连接点与有源开关管S的漏极连接；②二极管D(n‑1)n的阴极与电容Cn2的正极串联，电容Cn2的负极与二极管D(n)(n+1)的阴极连接，二极管D(n)(n+1)的阳极串联电容Cn1的负极，电容Cn1的正极与二极管D(n‑1)(n)的阳极连接，电容Cn2负极与二极管D(n)(n+1)阴极间的连接点与二极管Dn1的阳极连接，电容Cn1正极与二极管D(n‑1)(n)阳极间的连接点与二极管Dn1的阴极连接；前级Boost升压网络中的二极管D11阴极与电容C12正极间的连接点连接二极管Do的阳极；电容Co与负载电阻R并联后，一端连接二极管Do的阴极，另一端连接到Switch‑Capacitor网络中的二极管D(n)(n+1)阳极和电容Cn1负极间的连接 点；前级Boost升压网络串联（n‑1）个Switch‑Capacitor网络，构成n个网络交错串联的结构，实现多级累加升压。