輸出電壓與輸入電壓同向的Buck-Boost型變換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電源管理領(lǐng)域，為改變傳統(tǒng)的Buck-Boost型變換器的拓撲結(jié)構(gòu)，使輸出電壓與輸入電壓同向。為此，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，輸出電壓與輸入電壓同向的Buck-Boost型變換器，輸入電壓的正端連接開關(guān)管的一端，開關(guān)管的另一端連接二極管D1的負端，二極管D1的正端連接輸入的負端，二極管的正端同時連接到電感的一端，電感的另一端連接開關(guān)管Q2以及二極管D2的正端，D2的負端連接輸出的正端，開關(guān)管的另一端連接輸入與輸出的負端，Q1和Q2同步導(dǎo)通與關(guān)斷。本發(fā)明主要應(yīng)用于電源管理。
【專利說明】輸出電壓與輸入電壓同向的Buck-Boost型變換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電源管理領(lǐng)域，具體講，涉及輸出電壓與輸入電壓同向的Buck-Boost型變換器。
技術(shù)背景
[0002]隨著工業(yè)的高速發(fā)展，電力系統(tǒng)的非線性負載日益增多。非線性負載產(chǎn)生的諧波電流注入到電網(wǎng)，嚴重污染了電網(wǎng)環(huán)境，產(chǎn)生一系列的負面影響。公用電網(wǎng)諧波和基波無功功率的存在，最終均可歸因于電網(wǎng)負載的功率因數(shù)小于I。為了消除諧波和基波無功功率，應(yīng)進行功率因數(shù)校正(PFC)，使其功率因數(shù)盡量接近于1，即等效于純電阻負載。
[0003]功率因數(shù)校正電路最基本的拓撲主要有三種，即:升壓(Boost)型、降壓(Buck)型、降壓升壓(Buck-Boost)型。
[0004]對于降壓升壓(Buck-Boost)拓撲，由于其在整個工作周期內(nèi)輸入電壓與輸出電壓反向，使開關(guān)的電壓應(yīng)力大為增加。傳統(tǒng)Buck-Boost型變換器的結(jié)構(gòu)如圖1，輸入電壓Vin的正端連接開關(guān)管Ql的一端，Ql的另一端連接電感的一端以及二極管的負端，二極管的正端連接輸出的正端，電感的另一端與輸入負端，輸出負端相連接。這種拓撲結(jié)構(gòu)導(dǎo)致輸出電壓與輸入電壓反向，進而使開關(guān)管的電壓應(yīng)力過大，并且輸出與輸入很難設(shè)置公共地，限制了這種結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，改變傳統(tǒng)的Buck-BooSt型變換器的拓撲結(jié)構(gòu)，使輸出電壓與輸入電壓同向。為此，本發(fā)明米取的技術(shù)方案是，輸出電壓與輸入電壓同向的Buck-Boost型變換器，輸入電壓的正端連接開關(guān)管的一端，開關(guān)管的另一端連接二極管Dl的負端，二極管Dl的正端連接輸入的負端，二極管的正端同時連接到電感的一端，電感的另一端連接開關(guān)管Q2以及二極管D2的正端，D2的負端連接輸出的正端，開關(guān)管的另一端連接輸入與輸出的負端，Ql和Q2同步導(dǎo)通與關(guān)斷。
[0006]與已有技術(shù)相比,本發(fā)明的技術(shù)特點與效果:
[0007]采用本發(fā)明的改進型Buck-BooSt變換器的輸出電壓極性與輸入電壓的極性相同，這樣既改善了輸出電壓反向造成的開關(guān)管電壓應(yīng)力大這一問題，同時使輸出與輸入端可以使用公共的參考電平，因而可以進一步簡化控制部分的電路設(shè)計。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1:傳統(tǒng)Buck-Boost型拓撲結(jié)構(gòu)原理圖；
[0009]圖2:輸出電壓正向的Buck-Boost型拓撲結(jié)構(gòu)原理圖。

【具體實施方式】
[0010]本發(fā)明描述的電路在傳統(tǒng)Buck-Boost型變換器的基礎(chǔ)上，在輸出節(jié)點增加了一個開關(guān)管Q2，如圖2，輸入電壓的正端連接開關(guān)管的一端，開關(guān)管的另一端連接二極管Dl的負端，二極管的正端連接輸入的負端。二極管的正端同時連接到電感的一端，電感的另一端連接開關(guān)管Q2以及二極管D2的正端，D2的負端連接輸出的正端，開關(guān)管的另一端連接輸入與輸出的負端，Ql和Q2同步導(dǎo)通與關(guān)斷。在此基礎(chǔ)上的電路在轉(zhuǎn)變輸出電壓極性的基礎(chǔ)上，每周期的工作過程與傳統(tǒng)Buck-Boost型拓撲相同。
[0011]本發(fā)明的電路工作過程如下:當(dāng)兩個開關(guān)同時導(dǎo)通時，電源電壓Vin對電感充電，電感電流線性增加；當(dāng)兩個開關(guān)同時斷開時，電感對負載放電，電感電流線性減小。
[0012]本發(fā)明闡述的電路在保持傳統(tǒng)Buck-Boost型變換器既可以升壓也可以降壓特點的基礎(chǔ)上，對其輸出電壓反向這一缺點進行修正，使其輸入與輸出電壓同向。這樣既改善了輸出電壓反向造成的開關(guān)管電壓應(yīng)力大這一問題，同時使輸出與輸入端可以使用公共的參考電平，因而可以進一步簡化控制部分的電路設(shè)計。
【權(quán)利要求】
1.一種輸出電壓與輸入電壓同向的Buck-Boost型變換器,其特征是,輸入電壓的正端連接開關(guān)管的一端，開關(guān)管的另一端連接二極管Dl的負端，二極管Dl的正端連接輸入的負端，二極管的正端同時連接到電感的一端，電感的另一端連接開關(guān)管Q2以及二極管D2的正端，D2的負端連接輸出的正端，開關(guān)管的另一端連接輸入與輸出的負端，Ql和Q2同步導(dǎo)通與關(guān)斷。
【文檔編號】H02M3/155GK104300786SQ201410539262
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】徐江濤, 朱萌, 高靜, 姚素英, 史再峰, 聶凱明, 高志遠 申請人:天津大學(xué)