一种直流-直流升压变换电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种直流-直流升压变换电路。
【背景技术】
[0002] 传统的直流-直流升压变换器包括一个功率开关管、一个Boost功率电感、一个整 流二极管;功率开关管的漏极与Boost功率电感的一端及整流二极管的阳极相连，Boost功 率电感的另一端接至输入电源的正极。
[0003] 这种传统的直流-直流升压变换器可以实现升压功能，但输出的电压增益较小，且 输出电压与输入电压的比值为:￥。1^￥ 111=1:(1-0)，其中，0为占空比。虽然可以通过设置更 大的占空比来得到更高的输出电压，但是Boost功率电感及电路中的其他因素显示了输出 电压的进一步提高，并且，在占空比增大到一定程度时，还会出现输出电压反而下降的情 况。这就限制了传统的这种直流-直流升压变换器无法实现高增益，存在变换器效率低的问 题。
【发明内容】
[0004] 基于此，为了解决传统技术中直流-直流升压变换器存在的无法实现高增益，存在 变换器效率低的技术问题，本发明提供了一种直流-直流升压变换电路。
[0005] -种直流-直流升压变换电路，包括并联的输入电源Vin、输入滤波电容C1、功率开 关管S1及其体二极管D1、输出滤波电容C2、输出负载R1，其中所述功率开关管S1的源极与所 述输入电源Vin的负极相连，所述体二极管D1的阳极、阴极分别与所述功率开关管S1的源 极、漏极相连；
[0006] 所述直流-直流升压变换电路还包括第一 Boost功率电感L1和整流二极管D2,所述 第一 Boost功率电感L1与所述输入电源Vin的正极和所述功率开关管S1的漏极相连，所述整 流二极管D2与所述功率开关管S1的漏极和所述输出电压相连；
[0007] 其特征在于，直流-直流升压变换电路还包括第二Boost功率电感L2,所述第二 Boost功率电感L2与所述功率开关管S1的漏极和所述整流二极管D2的阳极相连。
[0008] 进一步地，所述第一 Boost功率电感L1和所述第二Boost功率电感L2组成中心抽头 电感。
[0009] 可选的，所述直流-直流升压变换电路还包括串联的第一吸收二极管Dsl和第二吸 收二极管Ds2,且所述第一吸收二极管Dsl的阴极与所述输入电源Vin的正极相连，所述第二 吸收二极管Ds2的阳极与所述输入电源Vin的负极相连；
[0010] 所述直流-直流升压变换电路还包括第一吸收电容Csl，所述第一吸收电容Csl的 一端与所述第一吸收二极管Dsl的阳极相连，所述第一吸收电容Csl的另一端与所述功率开 关管S1的漏极相连。
[0011] 可选的，所述直流-直流升压变换电路还包括串联的第三吸收二极管Ds3和第四吸 收二极管Ds4,且所述第三吸收二极管Ds3的阴极与所述功率开关管S1的漏极相连，所述第 四吸收二极管Ds4的阳极与所述功率开关管S1的源极相连；
[0012] 所述直流-直流升压变换电路还包括第二吸收电容Cs2,所述第二吸收电容Cs2的 一端与所述第三吸收二极管Ds3的阳极相连，所述第二吸收电容Cs2的另一端与所述整流二 极管D2的阳极相连。
[0013] 可选的，所述直流-直流升压变换电路还包括串联的第五吸收二极管Ds5和第六吸 收二极管Ds6,且所述第五吸收二极管Ds5的阳极与所述整流二极管D2的阳极相连，所述第 六吸收二极管Ds6的阴极与所述整流二极管D2的阴极相连；
[0014] 所述直流-直流升压变换电路还包括第三吸收电容Cs3,所述第三吸收电容Cs3的 一端与所述第五吸收二极管Ds5的阴极相连，所述第三吸收电容Cs3的另一端与所述输入电 源Vin的正极相连。
[0015] 采用本发明实施例，将具有如下的有益效果：
[0016] 本发明中的直流-直流升压变换电路通过将传统技术中的直流-直流升压变换电 路中的一个Boost功率电感替换成由两个Boost功率电感组成的中心抽头电感，提高了输出 电压与输入电压的增益比，提高了变换器的工作效率。
【附图说明】
[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0018] 其中：
[0019] 图1为一个实施例中一种直流-直流升压变换电路的结构示意图；
[0020] 图2为另一个实施例中一种直流-直流升压变换电路的结构示意图；
[0021] 图3为另一个实施例中一种直流-直流升压变换电路的结构示意图；
[0022] 图4为另一个实施例中一种直流-直流升压变换电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024] 为了解决传统技术中直流-直流升压变换器存在的无法实现高增益，存在变换器 效率低的技术问题，在本实施例中，特提供了一种直流-直流升压变换电路，下面将结合图 1-图4进行具体描述。
[0025] 参见图1，图1展示了一种直流-直流升压变换电路的结构示意图，包括并联的输入 电源Vin、输入滤波电容C1、功率开关管S1及其体二极管D1、输出滤波电容C2、输出负载R1; 其中功率开关管S1的源极与输入电源Vin的负极相连，体二极管D1的阳极、阴极分别与功率 开关管S1的源极、漏极相连;上述变换器还包括第一 Boost功率电感L1和整流二极管D2,第 一 Boost功率电感L1与输入电源Vin的正极和功率开关管S1的漏极相连，整流二极管D2与功 率开关管S1的漏极和输出电压相连;上述描述的特征为传统的直流-直流升压变换电路也 具有的特征，在本实施例中，如图1所示，上述直流-直流升压变换电路还包括第二Boost功 率电感L2,第二Boost功率电感L2与功率开关管S1的漏极和整流二极管D2的阳极相连。
[0026] 在本实施例中，上述第一Boost功率电感L1和第二Boost功率电感L2组成中心抽头 电感。
[0027] 在上述由第一 Boost功率电感L1和第二Boost功率电感L2组成中心抽头电感的直 流-直流升压变换电路中，设第一 Boost功率电感L1的匝数为N1，第二Boost功率电感L2的匝 数为 N2 = NXN1。
[0028] 当功率开关管S1导通时，在输入电源Vin、第一 Boost功率电感L1和功率开关管S1 之间形成电流通路，整流二极管D2没有电流通过，第一 Boost功率电感L1充电储能。此时，第 一Boost功率电感L1两端的电压为:VLi-〇n = Vin。
[0029] 当功率开关管S1断开时，整流二极管D2导通，第一Boost功率电感L1和第二Boost 功率电感L2放电。此时，第一 Boost功率电感L1两端的电压为：
[0030] VL1-off = Vin-VL2-Vout〇
[0031] 根据第一Boost功率电感L1和第二Boost功率电感L2两端的电压的关系
可得：
[0032] 根据开关变换器的电感伏秒平衡原理，有D · VLl-〇n+(H)) · VLl-rfflO,输出电压与 输入电压之间的关系
、，从而输出电压阈输入电压的比值如下：
[0033]
[0034] 也就是说，带由第一 Boost功率电感L1和第二Boost功率电感L2组成中心抽头电感 的直流-直流升压变换电路的电压增益比?? :
I大于传统的直流-直流 升压变换电路的电压增益比=Α。也就是说，本实施例中的直流-直流升压变换 1-D 电路实现了比传统直流-直流升压变换电路更高的电压增益，提高了工作效率。
[0035] 需要说明的是，由于中心抽头电感本质上是一个非隔离变压器，因此内部会存在 一定的漏感，漏感将导致功率开关管S1两端存在更高的电压应力。也就是说，为了能使上述 直流-直流升压变换电路能正常工作，就必须使用高额定电压的功率器件。
[0036] 在本实施例中，优选的，上述直流-直流升压变换电路的电路结构中，还包括有一 个无源无损吸收电路，该无源无损吸收电路可以用来抑制和吸收在上述直流-直流升压变 换电路工作过程中功率开关管S1产生的尖峰电压和浪涌电流。在本实施例中，在直流-直流 升压变换电路的结构中加入一个无源无损吸收电路可以使得直流-直流升压变换电路在工 作过程中功率器件的电压应力尖峰被吸收，也就是说，能处理电路内部的漏感能量，并且将 吸收的漏感能量传给输出，在降低了功率器件功率开关管S1的电压应力的情况下，还提高 了变换器的工作效率。
[0037] 下面以多个实施例来详细说明上述直流-直流升压变换电路的电路结构中的无源 无损吸收电路的具体电路结构和工作过程。
[0038] 实施例一：
[0039] 在上述图1所示的直流-直流升压变换电路的基础上，如图2所示，上述直流-直流 升压变换电路还包括串联的第一吸收二极管Dsl和第二吸收二极管Ds2,且所述第一吸收二 极管Dsl的阴极与所述输入电源Vin的正极相连，所述第二吸收二极管Ds2的阳极与所述输 入电源Vin的负极相连；
[0040] 所述直流-直流升压变换电路还包括第一吸收电容Csl，所述第一吸收电容Csl的 一端与所述第一吸收二极管Dsl的阳极相连，所述第一吸收电容Csl的另一端与所述功率开 关管S1的漏极相连。
[0041 ]需要说明的是，在本实施例中，第一吸收二极管Dsl、第二吸收二极管Ds2以及第一 吸收电容Csl构成一个无源无损吸收电路。
[0042]具体的，在功率开关管S1导通期间，在第一吸收电容Csl、功率开关管S1、第二吸收 二极管Ds2之间形成一个电流回路，第一吸收电容Csl较低的两端电压通过S1、第二吸收二 极管Ds2放电，且其数值为0。
[0043]功率开关管S1关断瞬间，在第一 Boost功率电感L1、第一吸收电容Csl、第一吸收二 极管Dsl之间形成电流回路，由第一Boost功率电感L1和第二Boost