一種大升壓比四端組合DC/DC變換器分析與仿真

摘要：提出一種Boost、Buck－Boost四端組合升壓DC/DC變換拓撲結構；從理論上證明其升壓比（增益）是Boost變換器的（1＋D）倍。仿真結果表明，該電路具有結構簡單、控制方便的優(yōu)點；并可實現(xiàn)無紋波傳遞。對于中小功率電源有較好的應用前景。

關鍵詞：Boost變換器升壓比Buck－Boost變換器

1引言

　　BoostDC/DC變換器電路以其固有的升壓特性和電路拓撲的簡單而受到重視，并得到越來越多的使用。在許多場合都要求在低輸入電壓的情況下，輸出盡可能高的直流電壓。傳統(tǒng)的BoostDC/DC變換器只具有（D：占空比）的升壓比，因此有時不得不采用附加電路的方法來獲得更高的升壓比[1]。本文提出一種電路結構簡單、控制方便的四端組合式升壓DC/DC變換器，理論上它具有的升壓比。同時，本文對其進行了分析和仿真。

2原理概述

　　主電路如圖1所示，其中負載RO左側(cè)為一BoostDC/DC變換器，右側(cè)為一Buck－BoostDC/DC變換器，因此當電路工作于連續(xù)導通模式（CCM）時，

圖1

圖2

　　式中：D=Ton/T,見圖2，可見與傳統(tǒng)的BoostDC/DC變換器相比，本電路具有更高的升壓比，且電路是一個四端結構。

3主要參數(shù)分析

　　為了分析方便，作如下假設：①元器件是理想的;②輸出電壓UO無紋波。在圖1所示的主電路中V1、V2代表高頻開關管，VD1、VD2是續(xù)流二極管。V1、V2的驅(qū)動信號相同，電路工作于兩種狀態(tài)：

圖3

　?。?）t0－t1時段。V1、V2同時導通，等效電路如圖3所示，這時Ui分別加在L1、L2兩端，故iL1、iL2線性上升，電感L1、L2貯存能量，

同時由于開關管V1、V2導通，VD1、VD2受反壓而截止，因此C1、C2放電釋放能量，給負載提供工作電流，U1（正值）下降，U2（負值）上升。

　?。?）t1－t2時段。V1、V2同時關斷，等效電路如圖4所示，這時，由于L1、L2的電流iL1、iL2不能突變，故VD1、VD2導通續(xù)流；同時C1、C2分別被充電而貯能，U1（正值）上升、U2（負值）下降。L1、L2釋放在Ton期間貯存的能量，所以iL1、iL2線性下降。忽略二極管壓降，L1、L2兩端分別加有－（U1－Ui）和－U2的電壓，

圖4

由式（8）及（9）可得輸出電壓為：即升壓比，可見該電路的升壓比是傳統(tǒng)Boost電路的1＋D倍。具體工作波形如圖5所示。

圖5