CN101777840A - 一种升降压复合dc/dc变换器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种升降压复合DC/DC变换器，该变换器包括Buck降压电路、半桥升压电路、闭环PWM控制电路和驱动电路。Buck降压电路和半桥升压电路输入级采用并联方式，输出级采用串联方式。在输入端的并联时，使得两部分电路相互独立，不存在耦合关系，工作模式取决于输入输出电压大小，避免了变换器输出振荡问题。在输出端串联时，在降压模式下，半桥升压电路不工作，输出电压近似等于Buck降压电路输出电压，在升压模式下，Buck降压电路保持直通状态，输出电压等于Buck降压电路与半桥升压电路输出电压之和。半桥单路只提供输入输出压差部分的能量，从而提升了整个变换器的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种DC/DC变换器，更特别地说，是指一种具有升降压复合的DC/DC变换器。
背景技术
随着经济发展和社会进步，能源需求日益增长，世界主要发达国家都开始注重可再生能源的利用研究。光伏电池具有无污染、无噪声、取之不尽用之不竭等优点越来越受到关注，在未来的供电系统中占有重要地位。而光伏电池的输出特性受光照强度和温度等外界环境影响较大，其转化后的电能很难直接加以利用，因此需要引入DC/DC变换器对其输出特性进行控制，以得到需求的输出电压和电流。由于光伏电池输出电压(即DC/DC变换器输入电压)变换范围较大，而DC/DC变换器输出电压需根据负载需求而定，很多时候要求DC/DC变换器输出电压处于其输入电压变换范围之间，即要求DC/DC变换器具有升压和降压功能。
常用的升降压拓扑结构可以分为隔离型和非隔离型两类：隔离型包括半桥电路和全桥电路，非隔离型包括双开关管的降压升压电路(Buck与Boost级联)、升压降压电路(Boost与Buck级联)和单开关管的Buck-Boost电路、Cuk电路。半桥和全桥电路拓扑结构简单，稳定性好，控制方便，但转换效率偏低，在90％左右；非隔离型四种电路各有其优势和不足，前两者构思简单易懂，通过将只具备升压功能的Boost电路和只具备降压功能的Buck电路串联组合来实现升降压功能，当输出电压目标值高于输入电压时升压Boost电路工作，降压Buck电路直通；当输出电压目标值低于输入电压时降压Buck电路工作，升压Boost电路直通。级联方式的优点在于即保持了单一Boost和Buck电路高变换效率的特点(可达到96％以上)，同时又克服了单一Boost和Buck不能同时升降压的功能，保证输出电压与输入电压始终同向，开关元件应力较低，但使得前后两级存在耦合关系，即前一级的输出为后一级的输入，当输出电压目标值接近输入电压时，前后级切换频繁易使系统产生振荡，这种振荡不仅会增大输出纹波，降低效率，严重时甚至会导致系统不稳定；后两者对电路拓扑进行了优化，减少了开关管的数量，解决了由于前后两级耦合关系而引起的振荡问题，使得控制更为方便，但其输出电压与输入电压反向，开关元件电压电流应力较前两者都增大许多了，开关损耗增大，效率降低，需要选用大容量高耐压的元器件，导致成本上升。
发明内容
针对上述缺陷，本发明提供了一种半桥和Buck相结合的升降压复合DC/DC变换器，该变换器包括Buck降压电路、半桥升压电路、闭环PWM控制电路和驱动电路。
本发明的一种半桥和Buck相结合的升降压复合DC/DC变换器，该变换器包括有闭环PWM控制电路、驱动电路、Buck降压电路和半桥升压电路；Buck降压电路由第三滤波电容C3、第三功率开关管T3、第三二极管D3和滤波电感L组成；半桥升压电路由第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第一功率开关管T1、第二功率开关管T2、变压器T、第一二极管D1和第二二极管D2组成。
第一电压传感器用于测量变换器的输入正负端子间的电压Ui；
第二电压传感器用于测量变换器的输出正负端子间的电压UO；
第三电压传感器用于测量Buck降压电路的输出电压UO1；
第一电流传感器用于测量变压器T的原边电流Ib；
第二电流传感器用于测量变换器T的输出电流IO；
所述的Buck降压电路中第三滤波电容C3的1端与第三功率开关管T3的集电极C连接；第三滤波电容C3的2端分别与第三二极管D3阳极和第四滤波电容C4的2端连接；第三二极管D3阳极与第四滤波电容C4的2端之间套接有第二电流传感器，第三功率开关管T3的发射极E分别与第三二极管D3阴极和滤波电感L的1端连接，滤波电感L的2端与变压器T的E端连接；滤波电感L的2端与电源输出端之间套接有第三电压传感器，第三功率开关管T3的栅极G接第二驱动电路输出的驱动信号；
所述的半桥升压电路第一滤波电容C1的1端与第一功率开关管T1的集电极C连接，第一滤波电容C1的2端分别与第二滤波电容C2的1端和变压器T的B端连接，且第一滤波电容C1的2端与变压器T的B端之间套接有第一电流传感器，第二滤波电容C2的2端与第二功率开关管T2的发射极E连接；第一功率开关管T1的发射极E分别与第二功率开关管T2的集电极C和变压器T的A端连接；变压器T的C端接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极与第四滤波电容C4的1端连接；变压器T的D端接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极与第四滤波电容C4的1端连接；第一功率开关管T1的栅极G与第一驱动电路输出的第一驱动信号；第二功率开关管T2的栅极G与第一驱动电路输出的第二驱动信号。
本发明的半桥和Buck相结合的升降压复合DC/DC变换器具有如下优点：
①采用Buck降压电路与半桥升压电路的组合，实现了输入到输出的升降压功能。
②Buck降压电路与半桥升压电路输入端并联，使得两部分电路相互独立，不存在耦合关系，工作模式取决于输入输出电压大小，避免了变换器输出振荡问题。
③Buck降压电路与半桥升压电路输出端串联，在降压模式下，半桥升压电路不工作，输出电压近似等于Buck降压电路输出电压，在升压模式下，Buck降压电路保持直通状态，输出电压等于Buck降压电路与半桥升压电路输出电压之和。半桥单路只提供输入输出压差部分的能量，从而提升了整个变换器的效率。
④可以根据输入电压和输出电压的大小关系，控制降压电路和升压电路自动切换，实现输出电压恒压和恒流特性。
附图说明
图1是本发明升降压复合DC/DC变换器的结构图。
图2是本发明升降压复合DC/DC变换器中的第一闭环PWM控制电路的原理图。
图2A是本发明升降压复合DC/DC变换器中的第二闭环PWM控制电路的原理图。
图3A是本发明升降压复合DC/DC变换器中用于驱动第一功率开关管的驱动电路的原理图。
图3B是本发明升降压复合DC/DC变换器中用于驱动第二功率开关管的驱动电路的原理图。
图3C是本发明升降压复合DC/DC变换器中的第二驱动电路的原理图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明的一种半桥和Buck相结合的升降压复合DC/DC变换器，该变换器包括Buck降压电路、半桥升压电路、闭环PWM控制电路和驱动电路。
在本发明中，Buck降压电路由第三滤波电容C3、第三功率开关管T3、第三二极管D3和滤波电感L组成。
在本发明中，半桥升压电路由第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第一功率开关管T1、第二功率开关管T2、变压器T、第一二极管D1和第二二极管D2组成。
在本发明中，Buck降压电路和半桥升压电路输入级采用并联方式，输出级采用串联方式。在输入端的并联时，使得两部分电路相互独立，不存在耦合关系，工作模式取决于输入输出电压大小，避免了变换器输出振荡问题。在输出端串联时，在降压模式下，半桥升压电路不工作，输出电压近似等于Buck降压电路输出电压，在升压模式下，Buck降压电路保持直通状态，输出电压等于Buck降压电路与半桥升压电路输出电压之和。半桥单路只提供输入输出压差部分的能量，从而提升了整个变换器的效率。
在本发明的Buck降压电路中，第三滤波电容C3的1端与第三功率开关管T3的集电极C连接；第三滤波电容C3的2端分别与第三二极管D3阳极和第四滤波电容C4的2端连接；第三二极管D3阳极与第四滤波电容C4的2端之间套接有第二电流传感器，该第二电流传感器用于测量变换器的输出电流IO；第三功率开关管T3的发射极E分别与第三二极管D3阴极和滤波电感L的1端连接，滤波电感L的2端与变压器T的E端连接；滤波电感L的2端与电源输出端之间套接有第三电压传感器，该第三电压传感器用于测量Buck降压电路输出电压UO1；第三功率开关管T3的栅极G接第二驱动电路输出的驱动信号。
本发明的升降压电路中当输出目标电压Ug低于输入电压Ui时，变换器处于降压模式，半桥升压电路不工作，Buck降压电路工作，经闭环调节稳定后的输出电压UO1与输出目标电压Ug相等，此时变换器输出电压UO近似等于Buck降压电路输出电压UO1。此降压模式保持了Buck降压电路高变换效率的特点，避免了变换器输出振荡问题。
在本发明的半桥升压电路中，第一滤波电容C1的1端与第一功率开关管T1的集电极C连接，第一滤波电容C1的2端分别与第二滤波电容C2的1端和变压器T的B端连接，且第一滤波电容C1的2端与变压器T的B端之间套接有第一电流传感器，该第一电流传感器用于测量半桥升压电路变压器T的原边电流Ib；第二滤波电容C2的2端与第二功率开关管T2的发射极E连接；第一功率开关管T1的发射极E分别与第二功率开关管T2的集电极C和变压器T的A端连接；变压器T的C端接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极与第四滤波电容C4的1端连接；变压器T的D端接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极与第四滤波电容C4的1端连接；第一功率开关管T1的栅极G与第一驱动电路输出的第一驱动信号；第二功率开关管T2的栅极G与第一驱动电路输出的第二驱动信号。
本发明的升降压电路中当输出目标电压Ug高于输入电压Ui时，变换器处于升压模式，Buck降压电路工作在直通状态，半桥升压电路开始工作，经闭环调节稳定后的输出电压UO与输出目标电压Ug相等，输出电压UO等于Buck降压电路UO1与半桥升压电路输出电压之和。在升压模式下，所需的升压部分功率由半桥逆变电路完成，尽管半桥逆变电路效率与Boost电路相比略偏低，但变换器大部分功率是由直通模式供给负载，只有少部分能量通过半桥升压电路后供给负载，因此由Buck降压电路和半桥升压电路组成的复合模式的损耗比单向的Boost电路模式转换效率还要高。
在本发明中，第一电压传感器用于测量变换器的输入正负端子间的电压，即输入电压Ui。
在本发明中，第二电压传感器用于测量变换器的输出正负端子间的电压，即输出电压UO。
在本发明中，第三电压传感器用于测量Buck降压电路输出电压UO1。
在本发明中，第一电流传感器用于测量变压器T的原边电流Ib。
在本发明中，第二电流传感器用于测量变换器T的输出电流IO。
在本发明中，Buck降压电路和半桥升压电路输入级采用并联方式，变换器输入端子正极接第一滤波电容C1的1端和第三滤波电容C3的1端，输入端子负极接第二滤波电容C2的2端和第三滤波电容C3的2端，且输入级正负端子间并联有第一电压传感器，可采得变换器输入正负端子间电压Ui，也就是Buck降压电路和半桥升压电路的输入电压；输出级采用串联方式，输出端子正极接第四滤波电容C4的1端，负极接第四滤波电容C4的2端，且第四滤波电容C4的两端并联有第二电压传感器，可测得变换器输出电压UO，滤波电感L的2端接变压器T的E点，这使得Buck降压电路输出负极成为变换器输出负极，Buck降压电路输出正极与半桥升压电路输出负极连在一起，半桥升压电路输出正极成为变换器输出正极，Buck降压电路与半桥升压电路输出端串联在一起。
第三电压传感器将Buck降压电路输出电压UO1送至第二闭环PWM控制电路，第二闭环PWM控制电路将输出目标电压Ug与所接收的UO1进行差值比较生成电压误差信号eu2＝Ug-UO1，第二电流传感器将输出电流IO送至第二闭环PWM控制电路，第二闭环PWM控制电路将输出目标电流Ig与所接收的变换器输出电流IO进行差值比较生成电流误差信号ei＝Ig-IO，取eu2和ei中较小的值作为误差信号e2，即e2＝min{eu2-ei}，该e2作为第二闭环PWM控制电路的控制信号，所述第二PWM脉冲经第二驱动电路后作用于第三功率开关管T3的栅极G上。
第二电压传感器将变换器输出电压UO送至第一闭环PWM控制电路，第一闭环PWM控制电路将输出目标电压Ug与所接收的UO进行差值比较生成电压误差信号eu1＝Ug-UO，第二电流传感器将输出电流IO送至第一闭环PWM控制电路，第一闭环PWM控制电路将输出目标电流Ig与所接收的变换器输出IO进行差值比较生成电流误差信号ei＝Ig-IO，取eu1和ei中较小的值作为误差信号e1，即e1＝min{eu1-ei}，该e1作为第一闭环PWM控制电路的控制信号，所述第一PWM脉冲经第一驱动电路后作用于第一功率开关管T1和第二功率开关管T2的栅极G上。
第一电压传感器将输入电压Ui分别送至第一闭环PWM控制电路和第二闭环PWM控制电路，监测输入电压变化，当输入电压Ui过低时关闭第一和第二PWM脉冲输出，第一电流传感器将半桥升压电路变压器T原边电流Ib送至第一闭环PWM控制电路，监测变压器原边电流变化，当原边电流Ib过高时关闭第一PWM脉冲输出。
本发明的升降压复合DC/DC变换器，可以根据输入输出电压的大小关系，控制降压电路和升压电路自动切换，实现输出电压恒压和恒流特性。其工作原理为，当输出目标电压Ug低于输入电压Ui时，变换器处于降压模式，UO1与Ug之间存在误差信号eu2，使得Buck降压电路开始工作，则UO1与Ug相等。由于UO的最低值等于UO1，因而Ug与UO之间的误差信号eu1的最大值为零，使得误差信号e1最大值也为零，第一PWM脉冲电路关闭，半桥升压电路不工作，第一功率开关管T1和第二功率开关管T2关断，变换器输出电压UO近似等于Buck降压电路输出电压UO1。在降压模式下，半桥升压电路不工作，仍保持了Buck降压电路高变换效率的特点；当输出目标电压Ug高于Ui时，变换器处于升压模式，UO1与Ug之间存在误差信号eu2，使得Buck降压电路开始工作，当Buck降压电路驱动占空比达到最大，工作在直通状态时，UO1近似等于Ui，误差信号eu2仍然存在，经第二闭环PWM控制电路调节后使得Buck降压电路维持在直通状态，即第三功率开关管T3一直开通。同时，由于误差信号eu2的存在，则Ug与UO之间也存在误差eu1，使得半桥升压电路开始工作，经第一闭环PWM控制电路调节后的UO与输出目标电压Ug相等，则UO等于UO1与半桥升压电路输出电压之和。在升压模式下，所需的升压部分功率由半桥逆变电路完成，尽管半桥逆变电路效率与Boost电路相比略偏低，但变换器大部分功率是由直通模式供给负载，只有少部分能量通过半桥升压电路后供给负载，因此由Buck降压电路和半桥升压电路组成的复合模式的损耗比单向的Boost电路模式转换效率还要高。从而升降压复合DC/DC变换器根据输入输出电压的大小关系，完成了降压电路和升压电路自动切换，实现输出电压恒压特性。恒流特性可以通过调节电流给定值来改变电流误差信号ei得以实现。
请参见图2所示，在本发明中的第一闭环PWM控制电路由PWM专用芯片U7可以选取SG1525或者SG2525或者SG3525，双极性集成运放电路选取两片TL084芯片。
第一闭环PWM控制电路的各端子连接关系如下：
DC/DC变换器的输出电压UO连接电阻R17和电阻R19，电阻R17输出端接在运放芯片U1B的第6脚，运放芯片U1B的第6脚与第7脚之间串联有电阻R22，电阻R16接在运放芯片U3B的第5脚和信号地之间；电阻R19输出端接在运放芯片U1C的第9脚，运放芯片U1C的第9脚与第8脚之间串联有电容C9，电阻R21接在运放芯片U3C的第10脚和信号地之间；
DC/DC变换器的输出电压给定信号Ug连接电阻R18和电阻R20，电阻R18的输出端接在运放芯片U1B的第6脚，电阻R20的输出端接在运放芯片U1C的第9脚；
运放芯片U1B的第7脚连接电阻R23，运放芯片U1C的第8脚连接电阻R24，电阻R23和电阻R24的输出端连接在一起，共同接在运放芯片U1A的第12脚上；芯片运放芯片U1A的第13脚连接第14脚，第14脚与二极管D4的阴极连接，二极管D4的阳极与PWM发生器U7的第9脚连接，运放芯片U1A的第14脚的输出为输出恒压控制调节信号eu1；
DC/DC变换器的输出电流反馈信号Io连接电阻R26和电阻R28，电阻R26输出端接在芯片运放芯片U2B的第6脚，运放芯片U2B的第6脚与第7脚之间串联有电阻R31，电阻R25接在运放芯片U4B的第5脚和信号地之间；电阻R28输出端接在芯片运放芯片U2C的第9脚，运放芯片U2C的第9脚与第8脚之间串联有电容C10，电阻R30接在运放芯片U4C的第10脚和信号地之间；
DC/DC变换器的输出电流给定信号Ig连接电阻R27和电阻R29，电阻R27的输出端接在运放芯片U2B的第6脚，电阻R29的输出端接在运放芯片U2C的第9脚；
运放芯片U2B的第7脚连接电阻R32，运放芯片U2C的第8脚连接电阻R33，电阻R32和电阻R33的输出端连接在一起，共同接在运放芯片U2A的第12脚上；芯片运放芯片U2A的第13脚连接第14脚，第14脚与二极管D5的阴极连接，二极管D5的阳极与PWM发生器U7的第9脚连接，运放芯片U2A的第14脚的输出为输出恒流控制调节信号ei；
第一闭环PWM控制电路中PWM发生器U7的第9脚与电容C5相连，C5的另一端与信号地相连；PWM发生器U7的第2脚与电阻R1相连，第1脚与电阻R2、R3和电容C2-1相连，电阻R1和电阻R2的另一端连接在一起，共同接到信号电源+5V，电阻R3和电容C2-1的另一端共同接到信号地；PWM发生器U7的第12脚接信号地，第3脚接电阻R4，电阻R4的另一端接信号地；PWM发生器U7的第13脚和第15脚连接在一起，共同接到信号电源+15V和电容C1-1，电容C1-1的另一端接信号地；PWM发生器U7的第5脚接电容C3-1，第7脚接电阻R0后接电容C3-1，第6脚接电阻R5，第8脚接电容C4-1，电容C3-1、C4-1和电阻R5的另一端连接在一起，共同接信号地；PWM发生器U7的第16脚接电容C6，第4脚接电容C7，电容C6和C7的另一端共同接信号地；PWM发生器U7的第11脚输出信号PWM-1和第14脚输出信号PWM-3分别接到第一驱动电路的电阻R1-1和R1-3。
电阻R1-1的另一端接光电隔离芯片U1的第2脚，U1的第3脚接信号地，第5脚接驱动地PGND1，第6脚接三极管Q1的基极，第7脚和第8脚连接在一起，共同接驱动电源+5V1，同时驱动电源+5V1还连接有电阻R2-1和R3-1，电阻R2-1的另一端与三极管Q1的基极相连，电阻R3-1的另一端与三极管Q1的集电极和驱动芯片U2的第2脚和第4脚相连，三极管Q1的发射极与驱动地PGND1相连；驱动芯片U2的第6脚与驱动电源+15V1和电容C1-2相连，电容C1-2的另一端与驱动地PGND1相连，驱动芯片U2的第3脚与驱动地PGND1相连，第5脚与电阻R5-1相连，第7脚与电阻R4-1相连；电阻R5-1和电阻R4-1的另一端连在一起，共同与功率开关管T1的栅极G相连。
电阻R1-3的另一端接光电隔离芯片U3的第2脚，U3的第3脚接信号地，第5脚接驱动地PGND3，第6脚接三极管Q2的基极，第7脚和第8脚连接在一起，共同接驱动电源+5V3，同时驱动电源+5V3还连接有电阻R2-3和R3-3，电阻R2-3的另一端与三极管Q2的基极相连，电阻R3-3的另一端与三极管Q2的集电极和驱动芯片U4的第2脚和第4脚相连，三极管Q2的发射极与驱动地PGND3相连；驱动芯片U4的第6脚与驱动电源+15V3和电容C1-4相连，电容C1-4的另一端与驱动地PGND3相连，驱动芯片U4的第3脚与驱动地PGND3相连，第5脚与电阻R5-3相连，第7脚与电阻R4-3相连；电阻R5-3和电阻R4-3的另一端连在一起，共同与功率开关管T2的栅极G相连。
请参见图2A所示，在本发明中的第二闭环PWM控制电路由PWM专用芯片U8可以选取SG1525或者SG2525或者SG3525，双极性集成运放电路选取两片TL084芯片。
第二闭环PWM控制电路的各端子连接关系如下：
DC/DC变换器的输出电压反馈信号Uo1连接电阻R817和电阻R819，电阻R817输出端接在运放芯片U3B的第6脚，运放芯片U3B的第6脚与第7脚之间串联有电阻R822，电阻R816接在运放芯片U3B的第5脚和信号地之间；电阻R819输出端接在运放芯片U3C的第9脚，运放芯片U3C的第9脚与第8脚之间串联有电容C89，电阻R821接在运放芯片U3C的第10脚和信号地之间；
DC/DC变换器的输出电压给定信号Ug连接电阻R818和电阻R820，电阻R818的输出端接在运放芯片U3B的第6脚，电阻R820的输出端接在运放芯片U3C的第9脚；
运放芯片U3B的第7脚连接电阻R823，运放芯片U3C的第8脚连接电阻R824，电阻R823和电阻R824的输出端连接在一起，共同接在运放芯片U3A的第12脚上；芯片运放芯片U3A的第13脚连接第14脚，第14脚与二极管D7的阴极连接，二极管D7的阳极与PWM发生器U8的第9脚连接，运放芯片U3A的第14脚的输出为输出恒压控制调节信号eu2；
DC/DC变换器的输出电流反馈信号Io连接电阻R826和电阻R828，电阻R826输出端接在芯片运放芯片U4B的第6脚，运放芯片U4B的第6脚与第7脚之间串联有电阻R831，电阻R825接在运放芯片U4B的第5脚和信号地之间；电阻R828输出端接在芯片运放芯片U4C的第9脚，运放芯片U4C的第9脚与第8脚之间串联有电容C810，电阻R830接在运放芯片U4C的第10脚和信号地之间；
DC/DC变换器的输出电流给定信号Ig连接电阻R827和电阻R829，电阻R827的输出端接在运放芯片U4B的第6脚，电阻R829的输出端接在运放芯片U4C的第9脚；
运放芯片U4B的第7脚连接电阻R832，运放芯片U4C的第8脚连接电阻R833，电阻R832和电阻R833的输出端连接在一起，共同接在运放芯片U4A的第12脚上；芯片运放芯片U4A的第13脚连接第14脚，第14脚与二极管D8的阴极连接，二极管D8的阳极与PWM发生器U8的第9脚连接，运放芯片U4A的第14脚的输出为输出恒流控制调节信号ei；
PWM发生器U8的第9脚与电容C85相连，C85的另一端与信号地相连；PWM发生器U8的第2脚与电阻R81相连，第1脚与电阻R82、R83和电容C82相连，电阻R81和电阻R82的另一端连接在一起，共同接到信号电源+5V，电阻R83和电容C82的另一端共同接到信号地；PWM发生器U8的第12脚接信号地，第3脚接电阻R84，电阻R84的另一端接信号地；PWM发生器U8的第13脚和第15脚连接在一起，共同接到信号电源+15V和电容C81，电容C81的另一端接信号地；PWM发生器U8的第5脚和第7脚连接在一起，共同接到电容C83，第6脚接电阻R85，第8脚接电容C84，电容C83、C84和电阻R85的另一端连接在一起，共同接信号地；PWM发生器U8的第16脚接电容C86，第4脚接电容C87，电容C86和C87的另一端共同接信号地；PWM发生器U8的第11脚接二极管D1-1的阳极，第14脚接二极管D2-1的阳极，二极管D1-1和D2-1的阴极接在一起，共同连到电阻R86，作为信号PWM-5，信号PWM-5和第二驱动电路的电阻R1-5相连，电阻R86的另一端接信号地。
电阻R1-5的另一端接光电隔离芯片U5的第2脚，U5的第3脚接信号地，第5脚接驱动地PGND1，第6脚接三极管Q3的基极，第7脚和第8脚连接在一起，共同接驱动电源+5V5，同时驱动电源+5V5还连接有电阻R2-5和R3-5，电阻R2-5的另一端与三极管Q3的基极相连，电阻R3-5的另一端与三极管Q3的集电极和驱动芯片U6的第2脚和第4脚相连，三极管Q3的发射极与驱动地PGND5相连；驱动芯片U6的第6脚与驱动电源+15V5和电容C1-6相连，电容C1-6的另一端与驱动地PGND5相连，驱动芯片U6的第3脚与驱动地PGND5相连，第5脚与电阻R5-5相连，第7脚与电阻R4-5相连；电阻R5-5和电阻R4-5的另一端连在一起，共同与功率开关管T3的栅极G相连。
Claims (4)
1.一种半桥和Buck相结合的升降压复合DC/DC变换器，该变换器包括有闭环PWM控制电路、驱动电路，其特征在于：还包括有Buck降压电路和半桥升压电路；
Buck降压电路由第三滤波电容C3、第三功率开关管T3、第三二极管D3和滤波电感L组成；
半桥升压电路由第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第一功率开关管T1、第二功率开关管T2、变压器T、第一二极管D1和第二二极管D2组成；
第一电压传感器用于测量变换器的输入正负端子间的电压Ui；
第二电压传感器用于测量变换器的输出正负端子间的电压UO；
第三电压传感器用于测量Buck降压电路的输出电压UO1；
第一电流传感器用于测量变压器T的原边电流Ib；
第二电流传感器用于测量变换器T的输出电流IO；
所述的Buck降压电路中第三滤波电容C3的1端与第三功率开关管T3的集电极C连接；第三滤波电容C3的2端分别与第三二极管D3阳极和第四滤波电容C4的2端连接；第三二极管D3阳极与第四滤波电容C4的2端之间套接有第二电流传感器，第三功率开关管T3的发射极E分别与第三二极管D3阴极和滤波电感L的1端连接，滤波电感L的2端与变压器T的E端连接；滤波电感L的2端与电源输出端之间套接有第三电压传感器，第三功率开关管T3的栅极G接第二驱动电路输出的驱动信号；
所述的半桥升压电路第一滤波电容C1的1端与第一功率开关管T1的集电极C连接，第一滤波电容C1的2端分别与第二滤波电容C2的1端和变压器T的B端连接，且第一滤波电容C1的2端与变压器T的B端之间套接有第一电流传感器，第二滤波电容C2的2端与第二功率开关管T2的发射极E连接；第一功率开关管T1的发射极E分别与第二功率开关管T2的集电极C和变压器T的A端连接；变压器T的C端接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极与第四滤波电容C4的1端连接；变压器T的D端接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极与第四滤波电容C4的1端连接；第一功率开关管T1的栅极G与第一驱动电路输出的第一驱动信号；第二功率开关管T2的栅极G与第一驱动电路输出的第二驱动信号。
2.根据权利要求1所述的升降压复合DC/DC变换器，其特征在于：Buck降压电路和半桥升压电路输入级采用并联方式，输出级采用串联方式。
3.根据权利要求1所述的升降压复合DC/DC变换器，其特征在于：升降压电路中当输出目标电压Ug低于输入电压Ui时，变换器处于降压模式，半桥升压电路不工作，Buck降压电路工作，经闭环PWM控制电路调节后的输出电压UO1与输出目标电压Ug相等，此时变换器输出电压UO近似等于Buck降压电路输出电压UO1。
4.根据权利要求1所述的升降压复合DC/DC变换器，其特征在于：升降压电路中当输出目标电压Ug高于输入电压Ui时，变换器处于升压模式，Buck降压电路工作在直通状态，半桥升压电路开始工作，经闭环PWM控制电路调节后的输出电压UO与输出目标电压Ug相等，输出电压UO等于Buck降压电路UO1与半桥升压电路输出电压之和。
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