CN202206310U - 一种四开关Buck-Boost变换器 - Google Patents
一种四开关Buck-Boost变换器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202206310U CN202206310U CN2011203566732U CN201120356673U CN202206310U CN 202206310 U CN202206310 U CN 202206310U CN 2011203566732 U CN2011203566732 U CN 2011203566732U CN 201120356673 U CN201120356673 U CN 201120356673U CN 202206310 U CN202206310 U CN 202206310U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- converter
- drain
- switch buck
- drain electrode
- source electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种四开关Buck-Boost变换器,包括金氧半场效晶体管V1、V2、V3、V4,电感器L1和电容器C1。L1的一端分别与V1的源极和V2的漏极相连;L1的另一端分别与V 3的漏极和V4的漏极相连;C1的一端与V4的源极相连;V2和V3的源极以及C1的另一端均与地相连,V1、V2、V3、V4的栅极均接有PWM驱动信号,其中,V1的漏极为所述变换器的输入端VIN,V4的源极为所述变换器的输出端VO。采用本实用新型作为导航***输入稳压变换器时,不仅提高了变换器的转换效率,而且同时降低了变换器的热辐射。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种四开关Buck-Boost变换器。
背景技术
近年来,捷联惯性导航***在发展方向上明确了高精度、小型化的发展思路,但是在小型化的同时,由于***内各发热组件的散热空间有限、散热面积减小,影响到散热效果,从而***内的温升比较剧烈。实测表明,小型化惯导***在20min内温度可由20℃升温到90℃,温度的剧烈变化,影响到各惯性器件的精度,进而影响到小型化***高精度的实现。为了克服这种矛盾,除了进一步优化热设计,采用温度补偿等措施之外,降低各发热组件的自身损耗,减小各发热组件的热辐射也是研究的一个方向。
目前小型化捷联惯性导航***输入稳压变换器采用的拓扑结构为隔离式、肖特基二极管整流结构,由于变压器及开关二极管的损耗较大,使得变换器的转换效率只有75%左右,其是***的主要发热源,不能满足小型化***高精度的要求。
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提供了一种四开关Buck-Boost变换器。采用本实用新型作为导航***输入稳压变换器时,不仅提高了变换器的转换效率,而且同时降低了变换器的热辐射。
本实用新型的技术解决方案是:
一种四开关Buck-Boost变换器,包括:金氧半场效晶体管V1、V2、V3、V4,电感器L1和电容器C1,
L1的一端分别与V1的源极和V2的漏极相连;L1的另一端分别与V3的漏极和V4的漏极相连;C1的一端与V4的源极相连;V2和V3的源极以及C1的另一端均与地相连,V1、V2、V3、V4的栅极均接有PWM驱动信号,其中,V1的漏极为所述变换器的输入端VIN,V4的源极为所述变换器的输出端VO。
在PWM信号的驱动下,所述V1、V3与所述V2、V4互补导通。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点:
(1)本实用新型采用Buck和Boost两种基本拓扑级联演变为一种四开关Buck-Boost变换器,与现有技术相比,实现了此变换器的拓扑结构的非隔离。
(2)本实用新型所述的变换器仅采用金氧半场效晶体管V1、V2、V3、V4,电感器L1和电容器C1组成,与现有技术相比结构更为简单,更加捷联惯性导航***在发展方向上明确了高精度、小型化的发展思路。
(3)在结构设计上,由于MOSFET的导通电阻很小,只有毫欧级,因此整流管上的损耗很小。并且,由于输入端VIN和输出端VO同极性、共地;V1、V3和V2、V4分别互补并同步导通的同步整流技术,也使得应用该拓扑结构的变换器具有较高的转换效率,转换效率可以达到90%左右,比原来应用肖特基二极管整流的变换器提高了15个百分点。
附图说明
图1为本实用新型示意图。
具体实施方式
下面就结合附图对本实用新型做进一步介绍。
如图1所示,本实用新型所述的四开关Buck-Boost变换器包括:金氧半场效晶体管MOSFET V1、V2、V3、V4、电感器L1、电容器C1。
进一步如图1,V1、V2、V3、V4及L1和C1的连接关系为:
L1的两端分别连接V1的源极和V4的漏极相连。其中,V1的漏极为本变换器的输入端VIN,用于接收直流母线电压的输入;V4的源极为本变换器的输出端VO,输出与直流母线电压同极性的直流电压。V2的漏极和V3的漏极分别与V1的源极和V4的漏极相连,V2的源极、V3的源极均与地相连。互补的PWM驱动信号分别与V1、V2、V3、V4的栅极相连。
C1的两端分别与V4的源极和地相连,从而并联于本变换器的输出端。
上述变换器结构中,V1、V3组成同步整流管,V2、V4构成同步整流管。输入端V1的漏极与捷联惯性导航***的正电压输出端相接。在PWM驱动信号的作用下,V1、V3与V2、V4互补导通,即在PWM信号为高电平时,V1与V3同时开通,V2与V4关闭;在PWM信号为低电平时,V2与V4同时开通,V1与V3关闭。
电感L1负责进行能量的转换。在V1、V3导通时,电感电流线性增加,电能以磁能形式储存在电感线圈中;在V2、V4导通时,电感线圈中的磁能,转换成电能释放出来。
输入电压不同,V1、V3的开通、关断时间也不同,通过改变V1、V3、V2、V4驱动PWM信号占空比,即可改变V1、V3、V2、V4开通、关断时间,即改变电感线圈中不同输入电压下的储能、放能时间,从而保证输出电压的稳定,电容器C1起到对输出电压进行平滑的作用。
四开关Buck-Boost变换器与传统的Buck-Boost变换器有着相同的输入输出关系,为其中,D为PWM波的占空比。
在具体实现时,V1、V2、V3、V4采用Infineon公司的开关管IPB12CN10NG,C1根据输出电压及变换器的工作频率决定;L1根据流过其的平均电流决定。
本实用新型未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
Claims (2)
1.一种四开关Buck-Boost变换器,其特征在于包括:金氧半场效晶体管V1、V2、V3、V4,电感器L1和电容器C1,
L1的一端分别与V1的源极和V2的漏极相连;L1的另一端分别与V 3的漏极和V4的漏极相连;C1的一端与V4的源极相连;V2和V3的源极以及C1的另一端均与地相连,V1、V2、V3、V4的栅极均接有PWM驱动信号,其中,V1的漏极为所述变换器的输入端VIN,V4的源极为所述变换器的输出端VO。
2.根据权利要求1所述的一种四开关Buck-Boost变换器,其特征在于:在PWM信号的驱动下,所述V1、V3与所述V2、V4互补导通。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011203566732U CN202206310U (zh) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | 一种四开关Buck-Boost变换器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011203566732U CN202206310U (zh) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | 一种四开关Buck-Boost变换器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN202206310U true CN202206310U (zh) | 2012-04-25 |
Family
ID=45970405
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2011203566732U Expired - Lifetime CN202206310U (zh) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | 一种四开关Buck-Boost变换器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN202206310U (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103560666A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-02-05 | 南京集能易新能源技术有限公司 | 具有低纹波的四开关升降压变换器及其控制方法 |
CN104124866A (zh) * | 2013-04-26 | 2014-10-29 | 丰郅(上海)新能源科技有限公司 | 升降压双向直流变换器拓扑 |
CN110071557A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-07-30 | 海矽微(厦门)电子有限公司 | 一种电池充电架构 |
CN110994995A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-10 | 深圳芯智汇科技有限公司 | 一种适于四开关升降压变换器的自举驱动电路 |
CN116155093A (zh) * | 2023-04-04 | 2023-05-23 | 拓尔微电子股份有限公司 | 电压转换电路、电压转换电路的控制方法和马达驱动电路 |
-
2011
- 2011-09-22 CN CN2011203566732U patent/CN202206310U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104124866A (zh) * | 2013-04-26 | 2014-10-29 | 丰郅(上海)新能源科技有限公司 | 升降压双向直流变换器拓扑 |
CN103560666A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-02-05 | 南京集能易新能源技术有限公司 | 具有低纹波的四开关升降压变换器及其控制方法 |
CN110071557A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-07-30 | 海矽微(厦门)电子有限公司 | 一种电池充电架构 |
CN110994995A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-10 | 深圳芯智汇科技有限公司 | 一种适于四开关升降压变换器的自举驱动电路 |
CN116155093A (zh) * | 2023-04-04 | 2023-05-23 | 拓尔微电子股份有限公司 | 电压转换电路、电压转换电路的控制方法和马达驱动电路 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhao et al. | Dead-time effect of the high-frequency isolated bidirectional full-bridge DC–DC converter: Comprehensive theoretical analysis and experimental verification | |
Duarte et al. | A family of ZVS-PWM active-clamping DC-to-DC converters: synthesis, analysis, design, and experimentation | |
Duarte et al. | A family of ZVS-PWM active-clamping DC-to-DC converters: synthesis, analysis, and experimentation | |
Pourjafar et al. | A non‐isolated high step‐up DC–DC converter using magnetic coupling and voltage multiplier circuit | |
CN202206310U (zh) | 一种四开关Buck-Boost变换器 | |
CN114629349B (zh) | 基于开关电感的改进型高频高升压比sepic变换器 | |
CN105281576A (zh) | 准谐振半桥转换器及其控制方法 | |
Chen et al. | Analysis and implementation of an interleaved series input parallel output active clamp forward converter | |
CN111262442A (zh) | 一种基于on/off控制的谐振变换器 | |
CN102969898B (zh) | 低压宽输入三电平全桥变换器及其控制方法 | |
CN111953204A (zh) | 高电压增益直流升压变换器及其控制方法 | |
Eraydin et al. | Efficiency comparison of asynchronous and synchronous buck converter | |
Zhang et al. | A dual coupled inductors-based high step-up/step-down bidirectional dc-dc converter for energy storage system | |
CN203339961U (zh) | 一种电源电路 | |
CN107127422A (zh) | 一种高功率因数技术的电弧焊机电源 | |
CN101895199B (zh) | 隔离型Buck-Boost直流变换器 | |
Bandeira et al. | A t-type isolated zero voltage switching DC–DC converter with capacitive output | |
CN103490635B (zh) | 一种改进型h桥升降压直流变换器及其控制方法 | |
TW201737607A (zh) | 交錯式升壓轉換器 | |
Yu et al. | Temperature-related MOSFET power loss modeling and optimization for DC-DC converter | |
CN203722473U (zh) | 一种嵌入式单开关Buck-Boost变换器 | |
CN106972751B (zh) | 一种双管z源直流电压变换器 | |
CN104270009A (zh) | 多输出的电源电路和空调器 | |
Sathyaseelan et al. | Design and implementation of comprehensive converter | |
CN203522541U (zh) | 一种改进型h桥升降压直流变换器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CX01 | Expiry of patent term | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20120425 |