簡化型正輸出羅氏變換器

摘要：因為元器件寄生參數的影響，輸出電壓和DC／DC變換器功率傳輸效率受到限制。而電壓舉升技術正是一種能改善DC／DC變換器特性的好方法。通過長時期的調查研究，它已在DC／DC變換器技術上得到成功的應用[1－6]。簡化型正輸出羅氏變換器是新型DC／DC升壓型變換器的一個系列，它是在Zeta變換器上用先進的電壓舉升技術開發出來的。這些具有高功率密度、高效率和簡易價廉結構的變換器能完成從正到正的DC／DC升壓變換。

關鍵詞：電壓舉升技術羅氏變換器

Simplified Positive Output Luo Converters

Abstract:Because of the effect of parasitic elements,the output voltage and transfer efficiency of DC/DC converters are limited.Voltage lift technique opens a good way to improve characteristics of DC/DC converters.Applying voltage lift technique for DC/DC converters,we create new DC/DC step－ up(boost)converters namely Positive Output Luo Converters.They are different from any other existing DC/DC step－ up converters and possess many advantages including the high output voltage with smooth ripples.These converters have been successfully used in high voltage regulated power supply and can be used in other high voltage projects.

Keywords:Voltage lift technique Luo－ converter

1引言

　　簡化型正輸出羅氏變換器是新型DC／DC升壓型變換器的一個系列，它是在Zeta變換器上用先進的電壓舉升技術開發出來的。這些具有高功率密度、高效率和簡易價廉結構的變換器能完成從正到正的DC／DC升壓變換。圖1－圖5所示的五種電路是：基本電路（Zeta變換器）、自舉電路、復舉電路和多舉（如：三舉和四舉等）電路。在這些圖中開關S是P溝道功率MOSFET器件（PMOS）。它們被重復頻率f和導通占空比k的脈寬調制（PWM）信號所驅動[7－10]。所有電路中的負載都是電阻，也就是R=VO／IO，電壓和電流的規定方向標在圖上。假設所有元器件都是理想的和所有電容的容量都是足夠地大，同樣假設所有電路都是工作在連續導電模式。輸出電壓和電流標為VO和IO；輸入電壓和電流標為VI和II。2基本電路（Zeta變換器）

　　基本電路如圖1所示。它是六種DC／DC變換器中的一種，即Zeta變換器。

圖1基本電路

3自舉電路

　　自舉電路如圖2所示。它是從基本電路推導出來的。

4復舉電路

圖2自舉電路

　　復舉電路如圖3所示。它是從自舉電路推導出來的。電容C2的作用是把電容C的電壓VC舉高一個電源電壓VI值。電感L1的作用像可折迭梯子（電容C2）的活動接頭，在開關關斷時把電容電壓VC抬高。

圖3復舉電路

5多舉電路

　　在復舉電路中多次重復使用（L1－C2－D2）這一部分電路就可以構成多舉電路。如圖4所示的三舉電路。電容C2和C3的作用是把電容C兩端的電壓VC舉高二倍電源電壓。電感L1和L2的作用像可折迭梯子（電容C2和C3）的活動接頭，在開關關斷時把電容電壓VC抬高。

圖4三舉電路

電流平均值是：

四舉電路如圖5所示。電容C2、C3和C4的作用是把電容C兩端的電壓VC舉高電源電壓的三倍（3VI）。電感L1、L2和L3的作用像可折迭梯子（電容C2、C3和C4）的活動接頭，在開關關斷時把電容電壓VC抬高。

圖5四舉電路

圖6高效寬可調高壓穩壓電源

6高效寬可調高壓穩壓電源

　　推薦的高效寬可調高壓穩壓電源如圖6所示。簡易型正輸出羅氏變換器通過PWM集成控制芯片（TL494）閉環后，就能得到這個電源。它的輸出電壓基本上是紋波非常小的直流電壓，并能在很寬范圍內調節。輸入24V直流電壓時，輸出直流電壓VO值可在98V到847V之間調節。實際測試所得數據證明，其效率可高達95％和源效應比率大約為0.001，負載效應比率大約為0.005。

參考文獻

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