关键词：自耦；升压；DC/DC变换

1引言

BoostDC/DC变换在通信、电子、计算机等领域有着广泛的应用前景。现广泛采用的Boost变换电路拓扑可分为两类，一类是变压器耦合式，典型的电路是Fly—Boost和Back—Boost；另一类是非隔离的L—C耦合式和开关电容式。常见的是单管Boost、Cuk以及SPIC等电路，前者由于双绕组变压器的存在，限制了电路体积的进一步减小，同时分布参数也制约了效率的提高；后者受寄生参数的影响，升压比的提高受到了限制，不得不采用级联的方式提高输出电压，这势必使电路结构复杂化。本文研究了一种新型的BoostDC/DC变换，具有体积小、结构简单、效率高、升压比大等特点。

2电路与工作原理

自耦正激式Boost变换的电路拓扑如图1所示。U1为输入电压，Uo为输出电压，L1、L2为同芯电感。电路的工作过程可分为两个模态，如图2所示。 模态1S导通〔图2(a)〕，U1通过开关S给L1充电。同时，由于L1、L2的互感作用，产生一个U2加到输出端。U2由式（1）决定。

输入、输出电流由式（2）决定。

式中：IL为电感的激磁电流。

模态2S关断〔图2（b）〕，若忽略漏感，则储存在L2内的磁场能量以IL的形式，通过U1、Uo和D2续流放电，IL衰减到零时，磁芯复位。

磁芯复位的条件为

式中：ton、toff分别为S的导通时间与关断时间。

根据式（3）可以求出满足磁芯复位条件的最大占空比为

3输出电压的表达式

输出部分的等效电路，如图3所示，R为线路电阻。 模态1时，输出电压的表达式为

UOL为输出电压波动的下限。

模态2时，输出电压的表达式为

则输出电压的平均值为

式（7）表明：D与UAV呈正相关，但不呈线性关系。这为通过改变占空比来改变输出电压提供了理论依据。

4实验研究

对本电路拓扑进行了实验研究，具体参数如下：UI=10V，Uo=30V，P=5W，f=5kHz，自耦变压器采用铁氧磁芯，N1=15；N2=32。实验结果，如图4所示。

5结语

本电路与现有的BoostDC/DC变换电路相比，具有下述优点：

1）相对于双绕组变压器，自耦变压器的体积明

显减小。由于匝数小、漏磁少，故效率高。

2）电路结构简单、升压比大。

3）磁芯复位容易、电压过冲小。

4）磁场能量直接传送到输出端，进一步提高了变换效率。 参考文献 [1]刘刚.无输入电容的高功率因数单端反激式开关电源[J].电力电子技术,1997,31（2）.

[2]徐哲谆.一种新型的升压式功率因数校正电路[J].电力电子技术,1997,31（1）.

[3]萧岚.升降压式软开关DC—DC变换器的研究[J].电力电子技术,1997,31（1）