一种新型可扩展SepicDC-DC变换器的制作方法

本实用新型涉及一种升降压DC/DC变换器，具体是一种新型可扩展Sepic DC-DC变换器。

背景技术：

常见非隔离型升降压DC-DC变换器有Buck-Boost、Cuk、Sepic以及Zeta电路。这些变换器的输入输出电压关系既可以大于1(升压)，也可以小于1(降压)，在较多工业应用中得到了广泛应用。但受元器件及电路寄生参数的影响，这些变换器的升压能力受到了较大的限制，目前虽然有较多方案提出了多种具备高增益升压能力的DC/DC变换器，但这些方案多基于Boost电路而构建，因而只能实现升压，不能实现降压，在输入电压变化较大的应用场合中难以适应。因此研究即可实现高增益升压，也可实现降压的新型升降压DC-DC变换器具有重要意义。

技术实现要素：

为解决现有非隔离型升降压DC-DC变换器中所存在的器件电压电流应力高、输入输出增益低等问题，本实用新型基于基本Sepic电路提出一种新型可扩展Sepic DC-DC变换器。

本实用新型采取的技术方案为：

一种新型可扩展Sepic DC-DC变换器，该变换器包含一个直流输入源，一个负载RL，一个基本Speic变换器，n个扩展单元。其中：

基本Speic变换器包含两个电感L1、L2，两个电容C1、C2，一个功率开关S1，一个二极管D1。其连接形式如下：电感L1的左端接输入电源的正极，右端连接功率开关S1的漏极以及电容C1的左端，电容C1的右端与电感L2的上端以及二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极与电容C2的上端相连，功率开关S1的源极、电感L2的下端以及电容C2的下端与输入电源的负极相连。

n个扩展单元的元器件和内部连接形式均相同，以第i个扩展单元为例说明，其含有：一个电感Li1，一个二极管Di1，两个电容Ci1、Ci2。其中电容Ci1的右端与电感Li1的上端以及二极管Di1的阳极相连，二极管Di1的阴极与电容Ci2的上端相连。

各个扩展单元之间的连接形式如下(1<i≤n)：第i-1个扩展单元中电容C(i-1)1的右端、电感L(i-1)1的上端以及二极管D(i-1)1的阳极相连的交点与第i个扩展单元中电容Ci1的左端相连，第i-1个扩展单元中二极管D(i-1)1的阴极与电容C(i-1)2的上端相连的交点与第i个扩展单元中电感Li1的下端相连，第i-1个扩展单元中电容C(i-1)2的下端与第i个扩展单元中电容Ci2的下端以及输入电源的负极相连。

第1个扩展单元与基本Speic变换器之间的连接关系如下：基本Speic变换器中电容C1的右端与电感L2的上端以及二极管D1的阳极相连的交点与第1个扩展单元中电容C11的左端相连，基本Speic变换器中二极管D1的阴极与电容C2的上端相连的交点与第1个扩展单元中电感L11的下端相连。

负载RL的两端与第n个扩展单元中电容Cn2的两端相连。

所述功率开关S1的栅极接其控制器，其占空比可以在0至1之间变化。

本实用新型一种新型可扩展Sepic DC-DC变换器，技术效果如下：

1、输入输出增益高且可调，开关器件电压应力低。其中(电感L1的电流连续导通时)：

输出电压与输入电压的比值为：

开关管电压应力为：

其中D为占空比，uin为输入电压，uo为输出电压，us为功率开关电压应力，n为扩展单元数量。

2、仅含有1个功率开关，控制策略及驱动电路简单。

附图说明

图1是本实用新型电路原理图。

图2是本实用新型扩展单元数为1时的电路拓扑图。

图3是基本Sepic变换器的电路拓扑图。

图4是本实用新型扩展单元数为1时的输入输出增益与传统Sepic变换器的输入输出增益对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图2所示：

一种含有可扩展单元的Sepic DC-DC变换器，该变换器包含一个直流输入源，一个负载RL，一个基本Speic变换器，一个扩展单元。其中：

基本Speic变换器包含两个电感L1、L2，两个电容C1、C2，一个功率开关S1，一个二极管D1。其连接形式如下：电感L1的左端接输入电源的正极，右端连接功率开关S1的漏极以及电容C1的左端，电容C1的右端与电感L2的上端以及二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极与电容C2的上端相连，功率开关S1的源极、电感L2的下端以及电容C2的下端与输入电源的负极相连。

扩展单元含有：一个电感L11，一个二极管D11，两个电容C11、C12。其中电容C11的右端与电感L11的上端以及二极管D11的阳极相连，二极管D11的阴极与电容C12的上端相连，电容C12的下端与输入电源的负极相连

扩展单元与基本Speic变换器之间的连接关系如下：基本Speic变换器中电容C1的右端与电感L2的上端以及二极管D1的阳极相连的交点与扩展单元中电容C11的左端相连，基本Speic变换器中二极管D1的阴极与电容C2的上端相连的交点与扩展单元中电感L11的下端相连。

负载RL的两端与扩展单元中电容C12的两端相连。

所述功率开关S1的栅极接其控制器，其占空比可以在0至1之间变化。

在电感L1的电流连续导通时，根据功率开关状态的不同，可以将电路分为2种工作状态：

(1)功率开关S1导通，二极管D1、D11均关断，此时电感L1、L2、L11、电容C11充电，电容C1、C2、C12放电；电感L1、L2、L11端电压如下式所示：

(2)功率开关S1关断，二极管D1、D11均导通，此时电感L1、L2、L11、电容C11放电，电容C1、C2、C12充电；电感L1、L2、L11端电压如下式所示：

本实用新型的上述实施实例仅仅是为说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案,所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。