并且滤波电感的电流始终是正向方向，在开关管导通期间通过滤波电感供给滤波电容和负载电流，在开关管闭合期间通过滤波电感和滤波电容给负载供电，始终给滤波电容或负载提供注入电流，使得输出的电压纹波很小。
[0030]开关管SI为N沟道增强型MOS管。第一电感LI和第二电感L2及第三电感L3为铁硅铝芯电感。第四电感L4是空芯小电感值电感。滤波电感Lf是铁氧体芯电感。
[0031 ]本新型升压DC-DC变换器根据开关管的导通和关断可分为两个工作状态。
[0032]在开关管导通时，电路的流向如附图2所示，第一电感LI与第二电容C2及开关管SI形成一条回路，第一电感LI被直流电源和第二电容C2所磁化，第一电感LI的电流增大，第一电感LI储能增加;第二电感L2和第三电感L3被第二电容C2和第三电容C3所磁化，流过第二电感L2和第三电感L3的电流增加，第二电感L2和第三电感L3的储能增加;第四电感L4是小电感量空芯电感，使开关管SI导通开始时，电路中的电流变化更为平缓，对半导体器件要求更低;滤波电感Lf和滤波电容Cf同时为负载提供电流。
[0033]在开关管关断时，电路的流向如附图3所示，直流电源和第一电感L1、第一二极管Dl、第二电感L2、第三电容C3、第四电感L4、第三电感L3、滤波电感Lf组成一条回路，在此过程中第一电感LI和第二电感L2及第三电感L3的储能减小，滤波电感Lf的储能增加，同时为负载和滤波电容C4提供电流，滤波电容Cf储能增加。
[0034]传统的输入电流连续的升压型电路大多采用单独投切电感的方法或单独投切电容器的方法，本实用新型根据电感升压与电容器升压的特点，为提高电压增益和保证输入电流的纹波较小。
[0035]本实用新型采用投切电容器与电感相结合的方法，提高电压增益。滤波电感的电流始终是正向方向，在开关管导通期间通过滤波电感供给滤波电容和负载电流，在开关管闭合期间通过滤波电感和滤波电容给负载供电，始终给滤波电容或负载提供注入电流，使得输出的电压纹波很小。
[0036]本实用新型只需一路PWM控制信号作用于开关管上，通过改变占空比来改变电压的增益，控制电路易实现；本电路控制信号产生器可采用引入输出电压反馈控制方式的SG3525芯片产生PffM波，芯片本身具有直接驱动的推挽式输出功能，可直接驱动开关半导体器件，成本低，电路结构简单，纹波较小。当然，也可采用其它通用PWM芯片。SG3525芯片采用加入死区的方式将单路输出的最大占空比由45 %限制到33 %。通过控制SG3525的占空比，控制输出电压。
[0037]PWM控制信号(脉冲宽度调制控制信号)的占空比D的关系不同于传统的Boost电路，此电路的输出电压为Vciut = (2-2D) / (1-3D) Vin，在占空比接近0.3 3附近时可得到一很大得电压增益，而传统的boost电路的D需要接近于I，在电路的输出功率一定的情况下，一个周期内某些半导体器件的导通时间长，另一些半导体器件的导通时间就短，使得在一个周期内导通时间短的半导体器件在导通期间的平均电流较大，对半导体器件的参数要求较高，与此同时和半导体器件直接相连的其它元器件电流应力也较大，如果半导体器件直接与电感相连，电感的峰值电流较大，需要较大的磁芯避免磁饱和，本电路虽然使用电感数目较多，但因电流应力较小是的，电感的总体积并未增加。
[0038]如图4所示，参数设置为LI和Lf为400uH，L2和L3参数为700uH<Xl和C3为470uF，C2为400uH，Cf为1000uF，二极管正向导通压降1V，M0SFET内阻为0.1 Ω，占空比为20%。由输出电压波形可以看出电压波纹很小。
[0039]当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的指导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。
【主权项】
1.一种新型升压DC-DC变换器，其特征在于，包括直流电源、电压提升单元、开关管、及滤波器，开关管的控制端输入PWM控制信号； 所述电压提升单元包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第二二极管及第三二极管； 所述直流电源的正极连接第一电感，第一电感连接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极经第一电容连接直流电源的负极;第一电感经第二电容连接开关管;第一二极管的阴极还连接第二电感，第二电感连接第三二极管的阳极;第二二极管的阳极连接第一二极管的阴极和第二电感的连接处，第二二极管的阴极连接第三电感，第三电感与第三二极管的阴极同时连接开关管;第四电感与第三电容串联后连接在第二二极管阴极和第三二极管阳极之间； 所述滤波器并联在开关管两端，滤波器是由滤波电感和滤波电容串联组成的r型滤波器，负载并联在滤波电容两端。2.根据权利要求1所述的一种新型升压DC-DC变换器，其特征在于，所述开关管为N沟道增强型MOS管。3.根据权利要求1所述的一种新型升压DC-DC变换器，其特征在于，所述滤波电感为铁氧体芯电感。
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型升压DC-DC变换器，包括直流电源、电压提升单元、开关管、及滤波器，开关管的控制端输入PWM控制信号。电压提升单元包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管、第二二极管及第三二极管。滤波器并联在开关管两端，滤波器是由滤波电感和滤波电容串联组成的Γ型滤波器，负载并联在滤波电容两端。本实用新型采用投切电容器与电感相结合的方法，提高电压增益。新型升压DC-DC变换器具有较高电压增益和较低输入电流纹及较低输出电压纹波。
【IPC分类】H02M3/07, H02M1/14
【公开号】CN205195559
【申请号】CN201520937734
【发明人】李辉, 庄见伟, 许玉林, 侯林源, 蒋志浩
【申请人】山东科技大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年11月23日