本發(fā)明涉及電源電路，尤其是涉及一種不需要電感的升壓降壓變換器。

背景技術(shù)：

升壓降壓變換器可以將輸入電壓轉(zhuǎn)換為高于、等于或低于該輸入電壓的輸出電壓，可以工作在較寬的輸入電壓變化范圍內(nèi)，因此在電源領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。目前，直流電壓的變換技術(shù)已比較成熟。傳統(tǒng)的直流電壓變換技術(shù)，一般只能實(shí)現(xiàn)電源的單向變換，同時(shí)常常要安裝有電感元件，電感元件一是體積較大，會(huì)影響產(chǎn)品的空間，二是電感元件在使用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較高的熱量，這就要求產(chǎn)品要留有散熱空間，同時(shí)電感元件的價(jià)格也一直居高不下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明目的在于提供一種不需要電感的升壓降壓變換器。

本發(fā)明通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的，一種升壓降壓變換器，包括第一輸出輸入端和第二輸出輸入端，所述第一輸出輸入端分別連接在第一電容的一極及第一開關(guān)管的一極，所述第一開關(guān)管的另一極分別連接第二電容的一極及第三開關(guān)管的一極，所述第三開關(guān)管的另一極分別連接第二輸出輸入端的及第四開關(guān)管的一極，所述第二輸出輸入端還通過第三電容接地，所述第四開關(guān)管的另一極分別連接第二電容的另一極及第二開關(guān)管的一極，所述第二開關(guān)管的另一極分別連接第一電容的另一極及接地。

作為一種優(yōu)選方式，所述第一輸出輸入端分別連接在第一電容的一極及第一mos管的漏極，所述第一mos管的源極分別連接第二電容的一極及第三mos管的漏極，所述第三mos管的源極分別連接第二輸出輸入端的及第四mos管的漏極，所述第二輸出輸入端還通過第三電容接地，所述第四mos管的源極分別連接第二電容的另一極及第二mos管的漏極，所述第二mos管的源極分別連接第一電容的另一極及接地。

作為一種優(yōu)選方式，所述mos管都為n溝道m(xù)osfet。

作為一種優(yōu)選方式，所述第一開關(guān)管與第四開關(guān)管驅(qū)動(dòng)開關(guān)同相，第二開關(guān)管與第三開關(guān)管驅(qū)動(dòng)開關(guān)同相，第一開關(guān)管、第四開關(guān)管與第二開關(guān)管、第三開關(guān)管驅(qū)動(dòng)開關(guān)反相，并且第一開關(guān)管、第四開關(guān)管與第二開關(guān)管、第三開關(guān)管驅(qū)動(dòng)存在死區(qū)，防止第一開關(guān)管與第三開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，及防止第二開關(guān)管與第四開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通。

作為一種優(yōu)選方式，所述第一mos管與第四mos管驅(qū)動(dòng)開關(guān)同相，第二mos管與第三mos管驅(qū)動(dòng)開關(guān)同相，第一mos管、第四mos管與第二mos管、第三mos管驅(qū)動(dòng)開關(guān)反相，并且第一mos管、第四mos管與第二mos管、第三mos管驅(qū)動(dòng)存在死區(qū)，防止第一mos管與第三mos管同時(shí)導(dǎo)通，及防止第二mos管與第四mos管同時(shí)導(dǎo)通。

本發(fā)明驅(qū)動(dòng)開關(guān)的占空比無限制，除0％與100％之外均可；開關(guān)頻率特征沒有限制，可以按照負(fù)載大小，紋波要求等條件選擇開關(guān)頻率；本發(fā)明變換電壓具有固定的關(guān)系式，第一端的電壓為v1，第二端電壓為v2，當(dāng)此拓?fù)涔ぷ鲿r(shí)，無論從第一端降壓到第二端，還是第二端升壓到第一端，v1與v2保持固定關(guān)系，其關(guān)系式為v1＝2*v2。本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要電感就能完成升壓或降壓的變換，從而能節(jié)約產(chǎn)品的安裝空間，并能節(jié)約產(chǎn)品成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例作降壓變換時(shí)，q1、q4導(dǎo)通，q2、q3關(guān)閉的等效電路原理圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例作降壓變換時(shí)，q2、q3導(dǎo)通，q1、q4關(guān)閉的等效電路原理圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例作升壓變換時(shí)，q2、q3導(dǎo)通，q1、q4關(guān)閉的等效電路原理圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例作升壓變換時(shí)，q1、q4導(dǎo)通，q2、q3關(guān)閉的等效電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本實(shí)施例的一種升壓降壓變換器，參考圖1，包括第一輸出輸入端s1和第二輸出輸入端s2，所述第一輸出輸入端s1分別連接在第一電容c1的一極及第一開關(guān)管的一極(在本實(shí)施例中為第一mos管q1的漏極)，所述第一開關(guān)管(在本實(shí)施例中為第一mos管q1的源極)的另一極分別連接第二電容c2的一極及第三開關(guān)管的一極(在本實(shí)施例中為第三mos管q3的漏極)，所述第三開關(guān)管的另一極(在本實(shí)施例中為第三mos管q3的源極)分別連接第二輸出輸入端s2的及第四開關(guān)管的一極(在本實(shí)施例中為第四mos管q4的漏極)，所述第二輸出輸入端s2還通過第三電容c3接地，所述第四開關(guān)管的另一極(在本實(shí)施例中為第四mos管q4的源極)分別連接第二電容c2的另一極及第二開關(guān)管的一極(在本實(shí)施例中為第二mos管q2的漏極)，所述第二開關(guān)管的另一極(在本實(shí)施例中為第二mos管q2的源極)分別連接第一電容c1的另一極及接地，其中的mos管都為n溝道m(xù)osfet。在其它實(shí)施例中，各開關(guān)管也可以是多個(gè)mos管的組合。

本升壓降壓變換器是一種不需要電感即可完成升壓或降壓轉(zhuǎn)換工作的電路，在工作時(shí)第一mos管q1與第四mos管q4驅(qū)動(dòng)開關(guān)同相，第二mos管q2與第三mos管q3驅(qū)動(dòng)開關(guān)同相，第一mos管q1(第四mos管q4)與第二mos管q2(第三mos管q3)驅(qū)動(dòng)開關(guān)反相，并且第一mos管q1(第四mos管q4)與第二mos管q2(第三mos管q3)驅(qū)動(dòng)存在死區(qū)，防止第一mos管q1與第三mos管q3同時(shí)導(dǎo)通，第二mos管q2與第四mos管q4同時(shí)導(dǎo)通。

其工作原理如下：

電壓變換方向從第一輸入端s1到第二輸出端s2——降壓變換

當(dāng)?shù)谝惠斎攵藄1有電壓v1輸入時(shí)，即電容c1二端有壓差，電容c2、電容c3二端的電壓為0，mos管q1、mos管q2、mos管q3、mos管q4常閉。首先開通mos管q1與mos管q4，圖2為其等效電路原理圖，電容c2與電容c3串聯(lián)，串聯(lián)后與電容c1并聯(lián)，由于存在壓差，則電容c1開始對(duì)電容c2及電容c3充電，由于電容分壓的固有特性，電容c2與電容c3電容兩邊的電壓相等，(vc2t-vc2b)＝v2。然后關(guān)閉mos管q1與mos管q4，開通mos管q2與mos管q3，圖3為其等效電路原理圖，此時(shí)電容c2與電容c3并聯(lián)，若第二端s2沒有負(fù)載，則電壓v2不變，電容c2與電容c3電容兩邊的電壓相等，電容c2不會(huì)對(duì)電容c3充電；若第二端s2有負(fù)載，則電壓v2下降，電容c3電容兩邊電壓小于電容c2電容兩邊電壓(vc2t-vc2b)，則電容c2上電流流向電容c3，電容c2對(duì)電容c3充電；

忽略線上阻抗，mos阻抗等因素，在開通mos管q1與mos管q4時(shí)，電容c1瞬時(shí)對(duì)電容c2與電容c3完成充電，v1＝vc2t，在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)即可使得v2＝1/2*v1。

由于mos有導(dǎo)通電阻，mos管q1、mos管q2、mos管q3、mos管q4的導(dǎo)通阻抗均為r，在開通mos管q1與mos管q4時(shí)，r與電容c2、r、電容c3串聯(lián)，電容c1給電容c2，電容c3充電，要使得v1＝vc2t，則需要一定的時(shí)間才使得v2＝1/2*v1。

電壓變換方向從第二輸入端s2到第一輸出端s1——升壓變換

當(dāng)?shù)诙藄2有電壓v2存在時(shí)，即電容c3上有電壓v2，電容c1、電容c2電壓為0，mos管q1、mos管q2、mos管q3、mos管q4常閉。首先開通mos管q2與mos管q3，圖4為其等效電路原理圖，電容c2與電容c3并聯(lián)，由于存在壓差，則電容c3開始對(duì)電容c2充電，然后關(guān)閉mos管q2與mos管q3，開通mos管q1與mos管q4，圖5為其等效電路原理圖，此時(shí)電容c2與電容c3串聯(lián)，串聯(lián)電壓為v2+(vc2t-vc2b)，串聯(lián)后與電容c1并聯(lián)，電容c2、電容c3開始對(duì)電容c1充電，v1電壓開始建立；

忽略線上阻抗，mos阻抗等因素，在開通mos管q2與mos管q3時(shí)，電容c3瞬時(shí)對(duì)電容c2完成充電，v2＝(vc2t-vc2b)＝2*v2，其中vc2b＝0v，vc2t＝v2；在開通mos管q1與mos管q4時(shí)，電容c3與電容c2串聯(lián)后瞬時(shí)對(duì)電容c1完成充電，v1＝2*v2，在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)即可使得v1＝2*v2。

由于mos有導(dǎo)通電阻，需要一定的時(shí)間才使得v1＝2*v2。

本電路驅(qū)動(dòng)開關(guān)的占空比無限制，除0％與100％之外均可；開關(guān)頻率特征沒有限制，可以按照負(fù)載大小，紋波要求等條件選擇開關(guān)頻率；本電路變換電壓具有固定的關(guān)系式，第一端s1的電壓為v1，第二端s2電壓為v2，當(dāng)此拓?fù)涔ぷ鲿r(shí)，無論從第一端降壓到第二端，還是第二端升壓到第一端，v1與v2保持固定關(guān)系，其關(guān)系式為v1＝2*v2。本電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要電感就能完成升壓或降壓的變換，從而能節(jié)約產(chǎn)品的安裝空間，并能節(jié)約產(chǎn)品成本。

以上是對(duì)本發(fā)明升壓降壓變換器進(jìn)行了闡述，用于幫助理解本發(fā)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)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(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍的內(nèi)。