升壓降壓變換器及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種升壓降壓變換器，包括輸入端和輸出端，所述輸入端并聯(lián)有MOS管Q3和MOS管Q4，所述MOS管Q3通過與MOS管Q5背靠背串聯(lián)后接輸出端，所述MOS管Q4通過與MOS管6背靠背串聯(lián)后接輸出端，所述MOS管Q3與MOS管Q5之間通過支路連接MOS管Q1，所述MOS管Q1通過與MOS管Q2背靠背串聯(lián)后接地，所述MOS管Q3與MOS管Q5之間的支路通過電感L連接在MOS管Q4與MOS管Q6之間的支路，所述輸出端還通過電容Co接地。本發(fā)明還公開了上述變換器實現(xiàn)升壓和降壓的方法。本發(fā)明具有能契合快速充電技術中對寬電壓范圍輸入，寬電壓范圍輸出的優(yōu)點。
【專利說明】
升壓降壓變換器及方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及充電領域，尤其是設及一種能契合快速充電技術中對寬電壓范圍輸 入，寬電壓范圍輸出的升壓降壓變換器及其工作方法。
【背景技術】
[0002] 隨著各種便攜式電子設備的普及，電子設備的續(xù)航是人們一直在解決的問題?？?速充電技術得到了較大的發(fā)展，逐漸提高了對充電速度的要求，增大充電電流成為快充充 電技術的必然趨勢，在充電期間，便攜式電子設備通常連接到電源適配器，利用電源適配器 將交流電力線電壓轉換為用于為電池充電的直流輸入電壓。并利用電源適配器中的buck/ boost電路提高電流來對電子設備進行快速充電。傳統(tǒng)的buck/boost電路參考圖1，由四顆 高頻M0S管Q7、Q8、Q9和Q10來實現(xiàn)升壓或降壓輸出，但高頻開關管會增加開關驅動電路的復 雜性，高頻開關管在工作中的驅動損耗也遠高于低頻開關管，在開關頻率較高的情況下會 降低系統(tǒng)的效率，同時傳統(tǒng)的buck/boost電路在需要進行直通需求(輸入電流等于輸出電 流)時要另外增加直通電路。因此傳統(tǒng)的buck/boost電路不適合對電池大電流直流充電的 快速充電方式。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 為克服現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明目的在于提供一種能契合快速充電技術中對寬電 壓范圍輸入，寬電壓范圍輸出的升壓降壓變換器及其工作方法。
[0004] 本發(fā)明通過W下技術措施實現(xiàn)的，一種升壓降壓變換器，包括輸入端和輸出端，所 述輸入端并聯(lián)有M0S管Q3和M0S管Q4,所述M0S管Q3通過與M0S管Q5背靠背串聯(lián)后接輸出端， 所述M0S管Q4通過與M0S管6背靠背串聯(lián)后接輸出端，所述M0S管Q3與M0S管Q5之間通過支路 連接M0S管Q1，所述M0S管Q1通過與M0S管Q2背靠背串聯(lián)后接地，所述M0S管Q3與M0S管Q5之間 的支路通過電感L連接在M0S管Q4與M0S管Q6之間的支路，所述輸出端還通過電容Co接地。
[0005] 作為一種優(yōu)選方式，所述輸入端還通過電容Cin接地。
[0006] 作為一種優(yōu)選方式，所述M0S管Q1和M0S管Q2為高頻開關管，所述M0S管Q3、M0S管 Q4、M0S管Q5和M0S管Q6為低頻開關管。
[0007] 本發(fā)明還公開了一種上述變換器實現(xiàn)升壓和降壓的方法，包括如下步驟：
[000引 S1.開通M0S管Q1、Q2,關閉M0S管Q4、Q5,開通M0S管Q3、Q6,由M0S管Q1，Q2,電感巧口 電容Co組成同步整流BUCK電路拓撲，實現(xiàn)由輸入端至輸出端的降壓過程；
[0009] S2.開通M0S管Q1、Q2，關閉M0S管Q3、Q6，開通M0S管Q4、Q5，由M0S管Q1，Q2，電感巧口 電容Co組成同步整流BOOST電路拓撲，實現(xiàn)由輸入端至輸出端的升壓過程。
[0010] 作為一種優(yōu)選方式，還包括如下步驟：
[0011] S3.關閉M0S管Q1、Q2，開通M0S管Q3、Q4、Q5、Q6，實現(xiàn)由輸入到輸出的直通過程。 [001^ 作為一種優(yōu)選方式，所述M0S管Q1和M0S管Q2為高頻開關管，所述M0S管Q3、M0S管 Q4、M0S管Q5和M0S管Q6為低頻開關管。
[0013] 本發(fā)明為高頻開關與低頻開關結合的開關型升壓降壓變換電路，在電路的組成中 雖然比傳統(tǒng)的buck/boost電路多了兩顆開關，但高頻開關減少了兩顆，降低了開關驅動電 路的復雜性，減少了驅動損耗，在開關頻率較高的情況下可W提高了整個系統(tǒng)的效率，并在 V〇UT = VIN進行直通需求時(參考圖5)具有絕對優(yōu)勢。該電路不僅非常適合對電池大電流直 流充電的快速充電方式，而且契合現(xiàn)有快速充電技術對寬電壓范圍輸入，寬電壓范圍輸出 的要求。
【附圖說明】
[0014] 圖1為傳統(tǒng)的buck/boost電路的電路原理圖。
[0015] 圖2為本發(fā)明實施例的電路原理圖。
[0016] 圖3為本發(fā)明實施例降壓時的工作原理圖。
[0017] 圖4為本發(fā)明實施例升壓時的工作原理圖。
[001引圖5為本發(fā)明實施例直流平衡時的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合實施例并對照附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0020] -種升壓降壓變換器，參考圖2至圖5,包括輸入端和輸出端，所述輸入端并聯(lián)有 M0S管Q3和M0S管Q4，所述M0S管Q3通過與M0S管Q5背靠背串聯(lián)后接輸出端，所述M0S管Q4通過 與M0S管6背靠背串聯(lián)后接輸出端，所述M0S管Q3與M0S管Q5之間通過支路連接M0S管Q1，所述 M0S管Q1通過與M0S管Q2背靠背串聯(lián)后接地，所述M0S管Q3與M0S管Q5之間的支路通過電感L 連接在M0S管Q4與M0S管Q6之間的支路，所述輸出端還通過電容Co接地。其中的M0S管Q1和 M0S管Q2為高頻開關管，而M0S管Q3、M0S管Q4、M0S管Q5和M0S管Q6為低頻開關管。
[0021] 運種變換器升壓和降壓的工作方法，包括如下步驟：
[0022] S1降壓工作.參考圖3中的電流方向，開通M0S管Q1、Q2，關閉M0S管Q4、Q5，開通M0S 管Q3、Q6,由M0S管Q1，Q2,電感L和電容Co組成同步整流腳CK電路拓撲，實現(xiàn)由輸入端至輸出 端的降壓過程；
[0023] S2升壓工作.參考圖4中的電流方向，開通M0S管Q1、Q2,關閉M0S管Q3、Q6,開通M0S 管Q4、Q5，由M0S管Q1，Q2，電感L和電容Co組成同步整流BOOST電路拓撲，實現(xiàn)由輸入端至輸 出端的升壓過程；
[0024] S3直流平衡.參考圖3中的電流方向，關閉M0S管Q1、Q2，開通M0S管Q3、Q4、Q5、Q6，實 現(xiàn)由輸入到輸出的直通過程。
[0025] 本升壓降壓變換器為高頻開關與低頻開關結合的開關型升壓降壓變換電路，在電 路的組成中雖然比傳統(tǒng)的buck/boost電路多了兩顆開關，但高頻開關減少了兩顆，降低了 開關驅動電路的復雜性，減少了驅動損耗，在開關頻率較高的情況下可W提高了整個系統(tǒng) 的效率，并在V〇UT = VIN進行直通需求時（參考圖5)具有絕對優(yōu)勢。該電路不僅非常適合對 電池大電流直流充電的快速充電方式，而且契合現(xiàn)有快速充電技術對寬電壓范圍輸入，寬 電壓范圍輸出的要求。
[0026] 表 1
[0027]
[0028] 在一實施例的升壓降壓變換器，為了能更換輸入輸出，請參考圖2至圖5,在前面技 術方案的基礎上具體還可W是，輸入端還通過電容Cin接地。從而當該電路的輸入端和輸出 端進行置換后，由電容Cin代替電容Co的功能，也會具有相同的作用。
[0029] W上是對本發(fā)明升壓降壓變換器及其工作方法進行了闡述，用于幫助理解本發(fā) 明，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，任何未背離本發(fā)明原理下所作的改變、 修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種升壓降壓變換器，其特征在于:包括輸入端和輸出端，所述輸入端并聯(lián)有MOS管 Q3和M0S管Q4，所述M0S管Q3通過與M0S管Q5背靠背串聯(lián)后接輸出端，所述M0S管Q4通過與M0S 管6背靠背串聯(lián)后接輸出端，所述M0S管Q3與M0S管Q5之間通過支路連接M0S管Q1，所述M0S管 Q1通過與M0S管Q2背靠背串聯(lián)后接地，所述M0S管Q3與M0S管Q5之間的支路通過電感L連接在 M0S管Q4與M0S管Q6之間的支路，所述輸出端還通過電容Co接地。2. 根據(jù)權利要求1所述的升壓降壓變換器，其特征在于:所述輸入端還通過電容Cin接 地。3. 根據(jù)權利要求1所述的升壓降壓變換器，其特征在于:所述M0S管Q1和M0S管Q2為高頻 開關管，所述M0S管Q3、M0S管Q4、M0S管Q5和M0S管Q6為低頻開關管。4. 一種利用權利要求1-3任一變換器實現(xiàn)升壓和降壓的方法，其特征在于包括如下步 驟：51. 開通M0S管Q1、Q2,關閉M0S管Q4、Q5,開通M0S管Q3、Q6,由M0S管Q1，Q2,電感L和電容 Co組成同步整流BUCK電路拓撲，實現(xiàn)由輸入端至輸出端的降壓過程；52. 開通M0S管Q1、Q2，關閉M0S管Q3、Q6，開通M0S管Q4、Q5，由M0S管Q1，Q2，電感L和電容 Co組成同步整流BOOST電路拓撲，實現(xiàn)由輸入端至輸出端的升壓過程。5. 根據(jù)權利要求4所述的升壓和降壓的方法，其特征在于還包括如下步驟：53. 關閉M0S管Ql、Q2，開通M0S管Q3、Q4、Q5、Q6，實現(xiàn)由輸入到輸出的直通過程。6. 根據(jù)權利要求4-5任一所述的升壓和降壓的方法，其特征在于:所述M0S管Q1和M0S管 Q2為高頻開關管，所述M0S管Q3、M0S管Q4、M0S管Q5和M0S管Q6為低頻開關管。
【文檔編號】H02M3/158GK106059298SQ201610480737
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】李 昊
【申請人】深圳維普創(chuàng)新科技有限公司