一种高降压比的快响应直流变换器系统

摘要

本发明公开了一种高降压比的快响应直流变换器系统，包括主电路、滞环比较器、电阻R₁和电阻R₂、电容C、反馈系数调整电阻R_f、控制电阻R；本发明主电路拓扑利用中间电感和输出侧电感分压特性，较好地实现高降压比转换，并利用钳位电容作用实现电路软开关动作。利用控制电路中滞环控制器实现在新型拓扑结构下的快速瞬态响应特性，通过设计不同的输出电压的反馈支路，同时结合滞环比较器的工作特点，有效调节控制信号的脉冲宽度，实现输出电压的稳定。

主权项

一种高降压比的快响应直流变换器系统，其特征在于，包括主电路、滞环比较器、电阻R₁和电阻R₂、电容C、反馈系数调整电阻R_f、控制电阻R；主电路包括输入电压Vin、整流二极管D_S1、整流二极管D_S2、中间电感L₁、开关S₁、开关S₂、整流二极管D₁、整流二极管D₂、输出滤波电感L2、滤波电容Co和负载电阻Ro；开关S₁导通时，中间电感L₁通过V_in充电，中间电感L₁的电流I₁线性增加，同时整流二极管D₂正向偏置导通，L₂通过电阻Ro放电，输出滤波电感L2电流I₂线性减小；随着I₁增加I₂减小，当I₂＝I₁时，整流二极管D₂反向偏置关断，L₁和L₂同时开始充电并逐步充至最大值；开关S₁关断时，L₁正向放电，给C_s1充电，同时C_s2放电；当C_s2放电为零时，S₂的寄生二极管导通，开关S₂零电压导通，L₁放电，I₁线性减小，整流二极管D₂正向偏置，L₂通过电阻Ro放电，I₂线性减小；当I₂＝I₁时，中间电感L₁反向放电，C_s2充电，C_s1放电；当C_s1放电为零时，开关S₁寄生二极管导通，L₂通过电阻Ro放电，I₂线性减小；至此主电路完整的工作周期完成，并进入下一个工作周期；主电路的输出电压V_o通过反馈调整电阻R_f和控制电阻R相连共同对电容C进行充电和放电，电容C两端的电压V_f作为滞环比较器的负极输入端，滞环比较器输出端Vu通过电阻R₂和R₁与参考电压Vref相连，电阻R₁和电阻R₂连接点作为滞环比较器的正极输入端；滞环比较器的输出电平V_u经过驱动电路Drivers进行信号放大，实现主电路中开关S₁和S₂在V_u为高电平时导通，V_u为低电平时关断；当电容C两端的电压V_f大于电压V_R时，滞环比较器输出电压为高电平，S₁和S₂导通，反之当电容C两端的电压V_f小于电压V_R时，滞环比较器输出电压为高电平，S₁和S₂关断；在S₁和S₂开通时，根据整流二极管D₂的操作，它可以分为两个阶段；在第一阶段，因为I₁<I_o，二极管D₂正向偏压导通；L₁通过V_in充电并使电流I₁迅速上升，L₂继续放电并使电流I_o渐落，直到I₁＝I_o；在第二阶段，因为二极管D₂是反向偏置关闭，L₁和L₂串联并同时进入充电模式；V_d可以通过式计算，式中，V_s是变压器T二次侧的电压，V_d是通过二极管D₂的电压，n＝L₁/L₂；因为L₂的充电电压是降低的，放电时间是增大的，所以高降压转换得以实现。