[发明专利]一种基于增益单元的同步控制升压变换器

权利要求书

1.一种基于增益单元的同步控制升压变换器，其特征在于，包括第一功率开关S1、第二功率开关S2、第一电感L1、第二电感L2，n个增益单元，其中n个增益单元包含n个电容C₀、C1、C2...Cn-1，n个二极管D₀、D1、D2...Dn-1；

所述增益单元由一个二极管和一个电容构成具有三个端口的单元，二极管的阳极端作为第一端口，电容一端与二极管的阴极的结点作为第二端口，电容的另一端作为第三端口，第一增益单元由电容C₀和二极管D₀组成，依次类推，第n-1增益单元由电容C_n-1和二极管D_n-1组成；

第一电感L1的输入端接输入电源的正极，输出端依次连接第一增益单元的第一端口、第2、4...n-2增益单元的第三端口；第二功率开关S2漏极接电源的正极，第二功率开关S2源极依次连接第1、3...n-1增益单元的第三端口；

n个增益单元的连接关系为：第一增益单元的第二端口接第二增益单元的第一端口，第二增益单元的第二端口接第三增益单元的第一端口；以此类推到第n-1增益单元的第二端口接第n增益单元的第一端口，第n增益单元的第二端口接负载RL的正极，负载RL的负极接输入电源的负极；

电感L1输出端和第一增益单元的第一端口的结点与输入电源的负极之间接功率开关S1，功率开关S1源极接输入电源的负极，功率开关S1漏极与第一增益单元的第一端口相连；功率开关S2源极和第一增益单元的第三端口的结点与输入电源的负极之间接电感L2，电感L2输出端接输入电源的负极，电感L2输入端与第一增益单元的第三端口相连；第一功率开关S1和第二功率开关S2的栅极接同一控制器的PWM波控制信号。

2.根据权利要求1所述的基于增益单元的同步控制升压变换器，其特征在于，每增加一增益单元数，均可提高原基础上1倍的基础增益，输出电压与输入电压的比值为：

其中D为占空比，n为增益单元数，u_in为升压变换器的输入电压，u₀为升压变换器的输出电压。

3.根据权利要求2所述的基于增益单元的同步控制升压变换器，其特征在于，当n为4时，该升压变换器的一种工作状态为：功率开关S₁、S₂均导通，此时低压电源通过功率开关S₂、二极管D₂、电感L₂向电容C₂充电，给C₁放电，通过二极管D_o给电容C₃放电，同时向负载R_L供电；二极管D₁、D₃均关断。

4.根据权利要求2所述的基于增益单元的同步控制升压变换器，其特征在于，当n为4时，该升压变换器的另一种工作状态为：控制器控制功率开关S₁、S₂关断，此时低压电源通过电感L₁、二极管D₁、电感L₂向电容C₁充电，通过二极管D₃向电容C₃充电，给C₂放电电容，二极管D₂、D₀均关断，电容C₀给负载R_L供电。

5.根据权利要求3-4任一项所述的基于增益单元的同步控制升压变换器，其特征在于，第一功率开关S1和第二功率开关S2的栅极接同一控制器的PWM波控制信号，开关同时导通、关断。