阅读说明：本技术 Buck/boost半桥升降压电路中的开关管并联均流结构 (Switch tube parallel current equalizing structure in BUCK/BOOST half-bridge BOOST circuit ) 是由 刘湘 罗万里 盛建科 廖晓斌 王正云 于 2021-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种BUCK/BOOST半桥升降压电路中的开关管并联均流结构,其中电路具有控制器、输入正端子VBUS+、输入负端子VBUS-、输出正端子BAT+、输出负端子BAT-、电感L1、电容C1以及开关管Q1-Q6,开关管Q1-Q6形成逆变结构跨接于VBUS+、VBUS-之间,VBUS-与BAT-相接,控制器经PWM输出脚A同步控制开关管Q1-Q3的通断,并经PWM输出脚B同步控制开关管Q4-Q6的通断；开关管Q1与开关管Q4之间的接点J1引出导电线line1,开关管Q2与开关管Q5之间的接点J2引出导电线line2,开关管Q3与开关管Q6之间的接点J3引出导电线line3,导电线line1、导电线line2、导电线line3三者以并排形式缠绕于同一个磁环形成电感L1后,共接至一起形成接点J4,接点J4经电容C1连接至BAT-,并与BAT+相接。(The invention relates to a parallel current sharing structure of switching tubes in a BUCK/BOOST half-bridge BOOST circuit, wherein the circuit is provided with a controller, an input positive terminal VBUS +, an input negative terminal VBUS-, an output positive terminal BAT +, an output negative terminal BAT-, an inductor L1, a capacitor C1 and switching tubes Q1-Q6, the switching tubes Q1-Q6 form an inversion structure and are bridged between VBUS + and VBUS-, the VBUS-is connected with BAT-, the controller synchronously controls the on-off of the switching tubes Q1-Q3 through a PWM output pin A, and synchronously controls the on-off of the switching tubes Q4-Q6 through a PWM output pin B; an electric lead line1 is led out from a junction J1 between the switching tube Q1 and the switching tube Q4, an electric lead line2 is led out from a junction J2 between the switching tube Q2 and the switching tube Q5, an electric lead line3 is led out from a junction J3 between the switching tube Q3 and the switching tube Q6, the electric lead line1, the electric lead line2 and the electric lead line3 are wound around the same magnetic ring in a parallel mode to form an inductor L1 and then are connected together to form a junction J4, and the junction J4 is connected to BAT through a capacitor C1 and is connected with BAT +.)

BUCK/BOOST半桥升降压电路中的开关管并联均流结构

技术领域

本发明涉及直流变换领域，尤其涉及一种BUCK/BOOST半桥升降压电路中的开关管并联均流结构。

背景技术

BUCK/BOOST半桥升降压电路中的开关管并联应用拓扑结构如图1所示，采用3个开关管Q1-Q3并联形成上桥臂，3个开关管Q4-Q6并联形成下桥臂，该结构对于电路均流的控制完全靠各开关管的一致性来保证，要求开关管的额定电流要高上限，以及装配使用同批次器件，应用时对器件一致性要求较高，并且，实际生产中各开关管的参数很难达到真正相同，因而也就很难达到真正的等感，导致开关管会存在不均流现象，这种不均流现象在小功率场景或普通应用场景还可接收，但在大功率场景或要求高的场合，则会造成隐患。

发明内容

本发明的目的是解决在开关管一致性不好时并联均流系数低的问题，达到更好的均流效果。

为实现发明目的，提供一种BUCK/BOOST半桥升降压电路中的开关管并联均流结构，所述BUCK/BOOST半桥升降压电路具有控制器、输入正端子VBUS+、输入负端子VBUS-、输出正端子BAT+、输出负端子BAT-、电感L1、电容C1以及同种类的至少6个开关管Q1-Q6，其中开关管Q1串联开关管Q4，开关管Q2串联开关管Q5，开关管Q4串联开关管Q6，串联所形成的三条支路并联后跨接于输入正端子VBUS+、输入负端子VBUS-之间；所述输入负端子VBUS-与输出负端子BAT-相接；以开关管Q1-Q3为上桥壁，以开关管Q4-Q6为下桥壁，所述控制器经其一PWM输出脚A同步控制开关管Q1-Q3的通断，并经其另一PWM输出脚B同步控制开关管Q4-Q6的通断；还设有一磁环，所述开关管Q1与开关管Q4之间的接点J1引出有导电线line1，所述开关管Q2与开关管Q5之间的接点J2引出有导电线line2，所述开关管Q3与开关管Q6之间的接点J3引出有导电线line3，导电线line1、导电线line2、导电线line3三者以并排形式缠绕于同一个所述磁环形成所述电感L1后，共接至一起形成接点J4；所述接点J4经电容C1连接至输出负端子BAT-，并与输出正端子BAT+相接。

其中，所述电容C1包含有至少一个电解电容和至少一个陶瓷电容并联。

其中，所述电容C1还包含有电阻R15并联于所述陶瓷电容。

其中，还包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C2、电容C3、二极管D1、二极管D2，所述输入正端子VBUS+依次串联电阻R4、电容C2、电容C3、电阻R6后连接至输入负端子VBUS-，所述二极管D1串联电阻R3后并联于电阻R4两端，所述二极管D2串联电阻R5后并联于电阻R6两端，且二极管D1、二极管D2的导通方向均指向输入负端子VBUS-，所述电容C2、电容C3之间的接点连接至所述接点J1。

其中，各开关管的G极均串联有电阻，并经该电阻连接至所述控制器的相应PWM输出脚；还包括有电阻R12、电阻R13，所述PWM输出脚A经电阻R12连接至接点J1，所述PWM输出脚B经电阻R13连接至输入负端子VBUS-。

其中，还包括有并联所述电阻R12的陶瓷电容C12、并联所述电阻R13的陶瓷电容C13。

其中，还包括电阻R1、电阻R2、并联电阻R1的电解电容C4、并联电阻R2的电解电容C5，所述输入正端子VBUS+依次串联电阻R1、电阻R2后连接至输入负端子VBUS-，所述电阻R1、电阻R2之间的接点连接至大地。

本发明在上桥壁开关管Q1-Q3同步通断、下桥壁开关管Q4-Q6同步通断的情况下，通过磁环中三条并排导电线的互感作用，可保证每组管子的电感完全相等，由于工作中电压V＝L*di/dt，而每个管子的电压都相等，且控制时间也相等，在等感下，则流过每个管子的电流也就相等，实现均流，此时开关管的导通内阻的一点差异性在整体的等效电感相比几乎为0，不会产生影响，解决了在开关管一致性不好时并联均流系数低的问题。

所述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的所述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的

具体实施方式

。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的台件。

在附图中：

图1示出了现有技术中BUCK/BOOST半桥升降压电路中的开关管并联应用拓扑结构；

图2示出了本发明的BUCK/BOOST半桥升降压电路中的开关管并联应用拓扑结构；

图3示出了本发明的电感绕制示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图2所示，本实施例的BUCK/BOOST半桥升降压电路具有控制器、输入正端子VBUS+、输入负端子VBUS-、输出正端子BAT+、输出负端子BAT-、电感L1、电容C1以及同种类的至少6个开关管Q1-Q6，其中输入负端子VBUS-与输出负端子BAT-相接，开关管Q1串联开关管Q4，开关管Q2串联开关管Q5，开关管Q4串联开关管Q6，串联所形成的三条支路并联后跨接于输入正端子VBUS+、输入负端子VBUS-之间，形成开关管并联均流结构。

以开关管Q1-Q3为上桥壁，以开关管Q4-Q6为下桥壁，控制器经其一PWM输出脚A同步控制开关管Q1-Q3的通断，并经其另一PWM输出脚B同步控制开关管Q4-Q6的通断。

为实现均流，如图3所示，电路中设置有一磁环，通过将开关管Q1与开关管Q4之间的接点J1引出有导电线line1，将开关管Q2与开关管Q5之间的接点J2引出有导电线line2，将开关管Q3与开关管Q6之间的接点J3引出有导电线line3，然后设置导电线line1、导电线line2、导电线line3三者以并排形式缠绕于同一个磁环形成所述电感L1后，共接至一起形成接点J4。这种结构的设计，在上桥壁开关管Q1-Q3同步通断、下桥壁开关管Q4-Q6同步通断的情况下，通过磁环中三条并排导电线的互感作用，可保证每组管子的电感完全相等，由于工作中电压V＝L*di/dt，而每个管子的电压都相等，且控制时间也相等，在等感下，则流过每个管子的电流也就相等，实现均流，此时开关管的导通内阻的一点差异性在整体的等效电感相比几乎为0，不会产生影响，解决了在开关管一致性不好时并联均流系数低的问题。

上述电路中，接点J4经电容C1连接至输出负端子BAT-，并与输出正端子BAT+相接，形成电路的输出端进行直流输出。

进一步的，电容C1设置由至少一个电解电容和至少一个陶瓷电容并联形成，其中电解电容用于进行中低频的输出滤波，陶瓷电容配合电解电容可对输出波形的毛刺进行衰减。由于电容C1由多个电容并联，其储能能力上升，为避免高储能带来的波形失真，电容C1还设有电阻R15并联于陶瓷电容进行加快泄容。

本实施例的BUCK/BOOST半桥升降压电路中，还设有电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C2、电容C3、二极管D1、二极管D2构成RCD对称吸收结构，连接时，将输入正端子VBUS+依次串联电阻R4、电容C2、电容C3、电阻R6后连接至输入负端子VBUS-，二极管D1串联电阻R3后并联于电阻R4两端，二极管D2串联电阻R5后并联于电阻R6两端，且二极管D1、二极管D2的导通方向均指向输入负端子VBUS-，电容C2、电容C3之间的接点连接至接点J1。通过该结构，可达到两个方面的优势：(1)使接点J1变成中性点，抑制共模；(2)解决在器件开关过程中，线路杂散电感会产生感应电动势，并通过RCD进行吸收。

进一步的，各开关管的G极均串联一个电阻，并经该电阻连接至控制器的相应PWM输出脚，其中，控制器的PWM输出脚A还经电阻R12连接至接点J1，PWM输出脚B还经电阻R13连接至输入负端子VBUS-，在具有RCD对称吸收结构的情况下，通过R12、R13可使PWM控制信号电平稳定，实现可靠控制。优选地，在电阻R12上并联陶瓷电容C12，在电阻R13并联陶瓷电容C13，进一步去除PWM控制信号的毛刺。

本实施例中，为进行中低频输入滤波，电路中还包括电阻R1、电阻R2、并联电阻R1的电解电容C4、并联电阻R2的电解电容C5，输入正端子VBUS+依次串联电阻R1、电阻R2后连接至输入负端子VBUS-，电阻R1、电阻R2之间的接点连接至大地。

本实施例的电路基于等感原理实现均流，可解决在开关管一致性不好时并联均流系数低的问题，达到较好均流效果。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。