[发明专利]基于开关电感的改进型高频高升压比SEPIC变换器

权利要求书

1.基于开关电感的改进型高频高升压比SEPIC变换器，其特征在于：包括有连接输入端的电源V_g、电感L₂、开关管Q、电容C_s、二极管D₀，电容C₀以及电阻R；

还包括有电感L₁、电感L₃、二极管D₁、二极管D₂以及电容C₁组成的第一升压单元；

还包括有二极管D_M以及电容C_M组成的第二升压单元；

还包括有电容C_Q，电容C_Q与电感L₁、电感L₂、电感L₃组成谐振网络；

电源V_g的正极端分别与电感L₁的第一端以及二极管D₁的阳极端电连接，电感L₁的第二端分别与电容C₁的第一端以及二极管D₂的阳极端电连接，二极管D₁的阴极端分别与电容C₁的第二端以及电感L₃的第一端电连接，电感L₃的第二端分别与二极管D₂的阴极端、电容C_s的第一端、二极管D_M的阳极端、电容C_Q的第一端以及开关管Q的漏极电连接，电容C_s的第二端分别与电感L₂的第一端以及二极管D₀的阳极端电连接；

二极管D_M的阴极端分别与电感L₂的第二端以及电容C_M的第一端电连接，二极管D₀的阴极端分别与电容C₀的第一端以及电阻R的第一端电连接，电源V_g的负极端分别与开关管Q的源极、电容C_Q的第二端、电容C₀的第二端以及电阻R的第二端电连接；

所述SEPIC变换器在二极管D₁、二极管D₂、二极管D_M、二极管D₀以及开关管Q的不同通断状态的组合下，具备五种工作模态，模态一：表征SEPIC变换器向负载传递能量阶段；模态二：表征并联电容谐振阶段；模态三：二极管续流阶段；模态四：开关管Q开通阶段；模态五：并联电容充电阶段；

通过SEPIC变换器内电气元件的参数设置实现所述五种工作模态下的电路控制逻辑，包括如下步骤：

根据伏秒平衡原理计算SEPIC变换器的升压比M；

根据模态一中电感L₁和L₂的电流变化量计算模态五中电容充电阶段的持续时间t_r；

根据升压比M和持续时间t_r计算并联电容C_Q；

升压比M计算公式如下：

其中，T为开关周期，模态四中开关管Q开通的时间t_on＝t₄-t₃＝D·T，模态五中门极电压上升的时间t_r＝t₅-t₄＝D_r·T，模态一中向负载侧传输能量的时间t_d＝t₁-t₀＝D_d·T，模态二中开关管Q并联电容谐振放电阶段t_δ＝t₂-t₁＝D_δ·T，模态三中二极管续流的时间t_b＝t₃-t₂＝D_b·T；其中系数D、D_r、D_d、D_δ、D_b分别为各个模态的时间占比。