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(jiǎn)單、控制方便的優(yōu)點(diǎn)；并可實(shí)現無(wú)紋波傳遞。對于中小功率電源有較好的應用前景。

關(guān)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(jiǎn)單而受到重視，并得到越來(lái)越多的使用。在許多場(chǎng)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。傳統的BoostDC/DC變換器只具有（D：占空比）的升壓比，因此有時(shí)不得不采用附加電路的方法來(lái)獲得更高的升壓比[1]。本文提出一種電路結構簡(jiǎn)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(shí)，本文對其進(jìn)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左側為一BoostDC/DC變換器，右側為一Buck－BoostDC/DC變換器，因此當電路工作于連續導通模式（CCM）時(shí)，

圖1

圖2

　　式中：D=Ton/T,見(jiàn)圖2，可見(jiàn)與傳統的BoostDC/DC變換器相比，本電路具有更高的升壓比，且電路是一個(gè)四端結構。

3主要參數分析

　　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(wú)紋波。在圖1所示的主電路中V1、V2代表高頻開(kāi)關(guān)管，VD1、VD2是續流二極管。V1、V2的驅動(dòng)信號相同，電路工作于兩種狀態(tài)：

圖3

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

同時(shí)由于開(kāi)關(guān)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(shí)段。V1、V2同時(shí)關(guān)斷，等效電路如圖4所示，這時(shí)，由于L1、L2的電流iL1、iL2不能突變，故VD1、VD2導通續流；同時(shí)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(xiàn)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(jiàn)該電路的升壓比是傳統Boost電路的1＋D倍。具體工作波形如圖5所示。

圖5