CN202206310U - 一种四开关Buck-Boost变换器 - Google Patents

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李守峰
刘建华
李�诚
刘晓刚
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朱配清
赵学荟
孙瑶瑶
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Abstract

本实用新型公开了一种四开关Buck-Boost变换器，包括金氧半场效晶体管V1、V2、V3、V4，电感器L1和电容器C1。L1的一端分别与V1的源极和V2的漏极相连；L1的另一端分别与V 3的漏极和V4的漏极相连；C1的一端与V4的源极相连；V2和V3的源极以及C1的另一端均与地相连，V1、V2、V3、V4的栅极均接有PWM驱动信号，其中，V1的漏极为所述变换器的输入端VIN，V4的源极为所述变换器的输出端VO。采用本实用新型作为导航系统输入稳压变换器时，不仅提高了变换器的转换效率，而且同时降低了变换器的热辐射。

Description

一种四开关Buck-Boost变换器
技术领域
本实用新型涉及一种四开关Buck-Boost变换器。
背景技术
近年来，捷联惯性导航系统在发展方向上明确了高精度、小型化的发展思路，但是在小型化的同时，由于系统内各发热组件的散热空间有限、散热面积减小，影响到散热效果，从而系统内的温升比较剧烈。实测表明，小型化惯导系统在20min内温度可由20℃升温到90℃，温度的剧烈变化，影响到各惯性器件的精度，进而影响到小型化系统高精度的实现。为了克服这种矛盾，除了进一步优化热设计，采用温度补偿等措施之外，降低各发热组件的自身损耗，减小各发热组件的热辐射也是研究的一个方向。
目前小型化捷联惯性导航系统输入稳压变换器采用的拓扑结构为隔离式、肖特基二极管整流结构，由于变压器及开关二极管的损耗较大，使得变换器的转换效率只有75％左右，其是系统的主要发热源，不能满足小型化系统高精度的要求。
实用新型内容
本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种四开关Buck-Boost变换器。采用本实用新型作为导航系统输入稳压变换器时，不仅提高了变换器的转换效率，而且同时降低了变换器的热辐射。
本实用新型的技术解决方案是：
一种四开关Buck-Boost变换器，包括：金氧半场效晶体管V1、V2、V3、V4，电感器L1和电容器C1，
L1的一端分别与V1的源极和V2的漏极相连；L1的另一端分别与V3的漏极和V4的漏极相连；C1的一端与V4的源极相连；V2和V3的源极以及C1的另一端均与地相连，V1、V2、V3、V4的栅极均接有PWM驱动信号，其中，V1的漏极为所述变换器的输入端VIN，V4的源极为所述变换器的输出端VO。
在PWM信号的驱动下，所述V1、V3与所述V2、V4互补导通。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
(1)本实用新型采用Buck和Boost两种基本拓扑级联演变为一种四开关Buck-Boost变换器，与现有技术相比，实现了此变换器的拓扑结构的非隔离。
(2)本实用新型所述的变换器仅采用金氧半场效晶体管V1、V2、V3、V4，电感器L1和电容器C1组成，与现有技术相比结构更为简单，更加捷联惯性导航系统在发展方向上明确了高精度、小型化的发展思路。
(3)在结构设计上，由于MOSFET的导通电阻很小，只有毫欧级，因此整流管上的损耗很小。并且，由于输入端VIN和输出端VO同极性、共地；V1、V3和V2、V4分别互补并同步导通的同步整流技术，也使得应用该拓扑结构的变换器具有较高的转换效率，转换效率可以达到90％左右，比原来应用肖特基二极管整流的变换器提高了15个百分点。
附图说明
图1为本实用新型示意图。
具体实施方式
下面就结合附图对本实用新型做进一步介绍。
如图1所示，本实用新型所述的四开关Buck-Boost变换器包括：金氧半场效晶体管MOSFET V1、V2、V3、V4、电感器L1、电容器C1。
进一步如图1，V1、V2、V3、V4及L1和C1的连接关系为：
L1的两端分别连接V1的源极和V4的漏极相连。其中，V1的漏极为本变换器的输入端VIN，用于接收直流母线电压的输入；V4的源极为本变换器的输出端VO，输出与直流母线电压同极性的直流电压。V2的漏极和V3的漏极分别与V1的源极和V4的漏极相连，V2的源极、V3的源极均与地相连。互补的PWM驱动信号分别与V1、V2、V3、V4的栅极相连。
C1的两端分别与V4的源极和地相连，从而并联于本变换器的输出端。
上述变换器结构中，V1、V3组成同步整流管，V2、V4构成同步整流管。输入端V1的漏极与捷联惯性导航系统的正电压输出端相接。在PWM驱动信号的作用下，V1、V3与V2、V4互补导通，即在PWM信号为高电平时，V1与V3同时开通，V2与V4关闭；在PWM信号为低电平时，V2与V4同时开通，V1与V3关闭。
电感L1负责进行能量的转换。在V1、V3导通时，电感电流线性增加，电能以磁能形式储存在电感线圈中；在V2、V4导通时，电感线圈中的磁能，转换成电能释放出来。
输入电压不同，V1、V3的开通、关断时间也不同，通过改变V1、V3、V2、V4驱动PWM信号占空比，即可改变V1、V3、V2、V4开通、关断时间，即改变电感线圈中不同输入电压下的储能、放能时间，从而保证输出电压的稳定，电容器C1起到对输出电压进行平滑的作用。
四开关Buck-Boost变换器与传统的Buck-Boost变换器有着相同的输入输出关系，为其中，D为PWM波的占空比。
在具体实现时，V1、V2、V3、V4采用Infineon公司的开关管IPB12CN10NG，C1根据输出电压及变换器的工作频率决定；L1根据流过其的平均电流决定。
本实用新型未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (2)

1.一种四开关Buck-Boost变换器，其特征在于包括：金氧半场效晶体管V1、V2、V3、V4，电感器L1和电容器C1，
L1的一端分别与V1的源极和V2的漏极相连；L1的另一端分别与V 3的漏极和V4的漏极相连；C1的一端与V4的源极相连；V2和V3的源极以及C1的另一端均与地相连，V1、V2、V3、V4的栅极均接有PWM驱动信号，其中，V1的漏极为所述变换器的输入端VIN，V4的源极为所述变换器的输出端VO。
2.根据权利要求1所述的一种四开关Buck-Boost变换器，其特征在于：在PWM信号的驱动下，所述V1、V3与所述V2、V4互补导通。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103560666A (zh) * 2013-11-14 2014-02-05 南京集能易新能源技术有限公司 具有低纹波的四开关升降压变换器及其控制方法
CN104124866A (zh) * 2013-04-26 2014-10-29 丰郅(上海)新能源科技有限公司 升降压双向直流变换器拓扑
CN110071557A (zh) * 2019-06-12 2019-07-30 海矽微(厦门)电子有限公司 一种电池充电架构
CN110994995A (zh) * 2019-12-31 2020-04-10 深圳芯智汇科技有限公司 一种适于四开关升降压变换器的自举驱动电路
CN116155093A (zh) * 2023-04-04 2023-05-23 拓尔微电子股份有限公司 电压转换电路、电压转换电路的控制方法和马达驱动电路

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104124866A (zh) * 2013-04-26 2014-10-29 丰郅(上海)新能源科技有限公司 升降压双向直流变换器拓扑
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CX01 Expiry of patent term
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