电容C1和第二电容C2串联且负载R连接在第一电容C1的正端和第二电容C2的负端之间，即输出到负载R上的输出电压Vo为第一电容C1上的电压Uc 1和第二电容上的电压Uc2之和，即Vo = Ucl+Uc2。从该关系可以看出Ucl势必小于Vo。在本实用新型提供的提升buck输出电压的电路中buck电路的工作导通角是由第一电容Cl上的电压Ucl决定的，而Ucl又小于Vo。因此，结合图1和图3可得:与传统的buck电路相比，当输出电压Vo相同时，本实用新型提供的提升buck输出电压的电路具有更大的导通角。或者说，当导通角相同时，本申请提供的提升buck输出电压的电路可以具有更高的输出电压Vo。图3中，θ 1为提升buck输出电压的电路正常工作的起始角，π-θ 1为提升buck输出电压的电路正常工作的终止角。
[0024]当开关Q截止时第一电感L1两端的电压U1与第一电容C1上的电压Ucl相差一个第一续流二极管D1的导通电压。第一续流二极管D1的导通电压很小，可近似认为U1 =Ucl。相同的，当第二电感L2上的产生耦合电压并进行放电时，第二电感L2两端的电压U2与第二电容C2上的电压Uc2相差一个第二续流二极管D2的导通电压。第二续流二极管D2的导通电压很小，可近似认为U2 = Uc20根据耦合电感之间的电压关系U1:U2 = N1:N2，即Ucl:Uc2 = N1:N2o根据该关系本实施例提供的提升buck输出电压的电路通过调节第一电感L1的匝数N1和第二电感L2的匝数N2来实现Ucl和Uc2的控制。
[0025]从Vo = Ucl+Uc2可以得出，Ucl值越小(即第一电感的匝数N1越小)，本实用新型提供的提升buck输出电压的电路具有更大的导通角，可进一步降低输入电流的谐波量。然而，在实际使用中，过低的Ucl值将会使得电路工作不稳定。有鉴于此，本实施例设置第一电感的匝数N1大于第二电感的匝数N2。然而，本实用新型对此不作任何限定。
[0026]于本实施例中，开关管Q为M0SFET，第一电容C1和第二电容C2均为电解电容。然而，本实用新型对此不作任何限定。于其它实施例中，开关管Q可为三极管或其它类型的M0S管，第一电容C1和第二电容C2可为空气介质电容器等其它类型的电容器。
[0027]于本实施例中，为便于开关管Q的驱动，设置开关管Q与电路的负母线连接，第一续流二极管D1反向连接在正母线和开关管Q之间。在该种结构中，由于开关管Q的源极与负母线连接，开关管Q的Vb固定，开关管Q无需采用浮地驱动，大大简化了电路的设计结构。然而，本实用新型对此不作任何。于其它实施例中，如图4所示，开关管Q可与电路的正母线连接，此时第一续流二极管D1反向连接在开关管和正母线之间。在该种连接方式中，开关管Q的源极与第一续流二极管D1的负极相连接，开关管Q的Vm不固定，需要采用浮地驱动。
[0028]于本实施例中，提升buck输出电压的电路还包括设置在电源端并对输入电压进行整流的桥式整流电路D。
[0029]综上所述，在开关管导通期间，输入电压经第一电容、第一电感及开关管组成的回路对第一电感充电，而在第二回路中由于第二续流二极管截止，第二回路中没有电流流过。当开关管截止，第一电感通过第一电容、第一电感以及第一续流二极管组成的第一回路放电，于此同时第二电感上产生耦合电压，该耦合电压经第二电容和第二续流二极管放电。在开关管导通时，从输入侧而言，在一个工频周期内的导通角是由第一电容的电压值所决定。由于输出电压为第一电容上的电压和第二电容上的电压之和，因此，可以得出第一电容上的电压小于输出电压。根据电压和导通角的关系可以得到，本实用新型提供带有耦合电感的buck电路与传统的buck电路相比，当输出电压相同时，在输入侧导通角只由第一电容上的电压决定，在一个工频周期内具有更大的导通角。导通角的增大可有效提高电流的正弦度，减小电流谐波。
[0030]虽然本实用新型已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟知此技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。
【主权项】
1.一种提升buck输出电压的电路，其特征在于，包括: 电源端，经正母线和负母线为电路提供输入电压； 依次连接在电源端的开关管和第一回路，所述第一回路包括第一电容、第一电感和第一续流二极管，在开关管导通时，输入电压经第一电容对第一电感进行充电，在开关管截止时，第一电感经第一电容和第一续流二极管进行放电； 第二回路，包括与所述第一电感相耦合的第二电感，与第二电感形成回路的第二电容和第二续流二极管，第二电容与第一电容串联，在开关管截止，第一电感放电时，第二电感产生耦合电压并经第二回路放电； 负载，连接在第一电容的正端和第二电容的负端之间。2.根据权利要求1所述的提升buck输出电压的电路，其特征在于，第一电感在放电时对第一电容充电，第一电容两端的电压与第一电感的匝数N1呈正比，第二电感在放电时对第二电容充电，第二电容两端的电压与第二电感的匝数N2呈正比，第一电感的匝数N1大于第二电感的匝数N2。3.根据权利要求1所述的提升buck输出电压的电路，其特征在于，所述开关管与电路的负母线相连接，第一续流二极管反向连接在正母线和开关管之间。4.根据权利要求1所述的提升buck输出电压的电路，其特征在于，所述开关管采用浮地驱动，开关管与电路的正母线相连接，第一续流二极管反向连接在开关管和负母线之间。5.根据权利要求1所述的提升buck输出电压的电路，其特征在于，所述第一电容和第二电容均为电解电容。6.根据权利要求1所述的提升buck输出电压的电路，其特征在于，所述提升buck输出电压的电路还包括设置在电源端并对输入电压进行整流的桥式整流电路。7.根据权利要求1所述的提升buck输出电压的电路，其特征在于，所述开关管为MOSFETo
【专利摘要】本实用新型提供一种提升buck输出电压的电路，包括电源端，依次连接在电源端的开关管和第一回路、第二回路和负载。电源端经正母线和负母线为电路提供输入电压。第一回路包括第一电容、第一电感和第一续流二极管，在开关管导通时，输入电压经第一电容对第一电感进行充电，在开关管截止时，第一电感经第一电容和第一续流二极管进行放电。第二回路包括与第一电感相耦合的第二电感，与第二电感形成回路的第二电容和第二续流二极管，第二电容与第一电容串联，在开关管截止，第一电感放电时，第二电感产生耦合电压并经第二回路放电。负载连接在第一电容的正端和第二电容的负端之间。
【IPC分类】H02M1/12, H02M3/07
【公开号】CN205105094
【申请号】CN201520840296
【发明人】张军明, 罗坤辉, 金亦青, 任远程, 黄必亮, 周逊伟
【申请人】杰华特微电子（杭州）有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年10月27日