[发明专利]DC-DC变换器及包括其的两级功率变换器

说明书

本发明涉及一种DC‑DC变换器及包括其的两级功率变换器，其特征在于，包括多个有源开关，多个有源开关中的一部分能以可调占空比(D)进行动作，剩余的有源开关能以固定占空比进行动作，并且，基于可调占空比(D)可以确定DC‑DC变换器的输入/输出电压变换比，而且通过调节可调占空比(D)控制DC‑DC变换器的输出。

技术领域

本发明涉及一种DC-DC变换器及包括其的两级功率变换器(two-stage powerconverter)，更详细地，涉及一种变换器，其可以降压及升压，并且，当其与总线变换器(busconverter)结合而构成两级功率变换器时，可以通过共用开关来减少开关的数量。

背景技术

在非隔离式DC-DC变换器中，被广泛使用的变换器有降压变换器(BuckConverter)、升压变换器(Boost Converter)以及降压-升压变换器(Buck-BoostConverter)等。

降压变换器为降压(Step-Down)型变换器，其只能在输出电压低于输入电压的条件下使用，升压变换器为升压(Step-Up)型变换器，其只能在输出电压高于输入电压的条件下使用。

降压变换器或升压变换器需要宽的输入电压范围和宽的输出电压范围，因此，当输出电压比输入电压大或小的情况都存在时，存在难以使用降压变换器或升压变换器的缺点。并且，降压-升压变换器可以升压和降压，但输出电压相对于输入电压反向(Reversed)并输出负电压，因此，在需要正电压时，存在难以使用降压-升压变换器的缺点。

为了克服上述缺点，一直使用了利用4个有源开关的降压-升压变换器，其不仅可以升压及降压，且输出也不会反向。其可以构成为降压变换器或升压变换器，由于其功率转换效率高，因此近年来被广泛使用。

然而，现有的降压-升压变换器当在输入电压和输出电压具有相同值的临界点，将降压变换器转换为升压变换器或者将升压变换器转换为降压变换器时，为了控制稳定的输出电压，需要单独的IC元件来实现平滑过度(Smooth-Transition)，而且需要采用较为复杂的控制方法。

另一方面，当需要具有宽的输入/输出电压的可调范围及高功率转换效率的隔离式变换器时，通常，会将使用4个有源开关的降压-升压变换器以级联(Cascade)方式连接于总线变换器(Bus Converter)来构成两级功率变换器。

此时，所使用的总线变换器的典型示例有半桥变换器、全桥变换器、正-反激变换器(Forward-Flyback Converter)、LLC谐振变换器(LLC Resonant Converter)等，其以常规固定频率及0.5的固定占空比动作而实现驱动。

然而，由降压-升压变换器(使用4个有源开关)及总线变换器(变压器一次侧的主开关包括半桥结构或全桥结构)构成的两级功率变换器需要过多的开关元件，因此存在电路结构复杂且价格竞争力低的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种降压-升压变换器，其可以无需单独的元件或复杂的控制的情况下，在输入电压和输出电压相同的临界点实现升压及降压。

另外，本发明的目的在于提供一种两级功率变换器，其包括根据本发明一实施例的降压-升压变换器；及变压器一次侧的开关由半桥或全桥结构构成的总线变换器，其在减少上述两级功率变换器的一次侧开关的数量的情况下，能够实现升压及降压。

技术方案

作为本发明的一实施例，可以提供一种能够降压及升压的DC-DC变换器。