2的驅(qū)動(dòng)相位之間相差180 °，即采用交錯(cuò)控制策略。
[0022]二極管Dp D3、D5串聯(lián)，D 2、D4, D6串聯(lián)，其中二極管D:的陰極與二極管D 3的陽(yáng)極相連，二極管隊(duì)的陰極與二極管D 5的陽(yáng)極相連，二極管D 6的陰極與二極管D 4的陽(yáng)極相連，二極管D4的陰極與二極管D2的陽(yáng)極相連；電容C P C2串聯(lián)，C 3、C4串聯(lián)，C 5、C6串聯(lián)，其中電容Cn C3, C5位于上方，電容C2、C4、C6位于下方；電容C:的上端與二極管D n D3串聯(lián)的結(jié)點(diǎn)相連，電容C2的下端與二極管02為串聯(lián)的結(jié)點(diǎn)相連；電容(:3的上端與二極管03、05串聯(lián)的結(jié)點(diǎn)相連，電容(:4的下端與二極管D 4、06串聯(lián)的結(jié)點(diǎn)相連；電容C 5的上端與二極管D 5的陰極相連，并作為輸出端的正極，電容C6的下端與二極管D6的陽(yáng)極相連，并作為輸出端的負(fù)極；
同時(shí)第一電感1^的輸出端接電容C pC2串聯(lián)的結(jié)點(diǎn)，第二電感L 2的輸出端接二極管D I的陽(yáng)極和電容C3、C4串聯(lián)的結(jié)點(diǎn)；二極管D 2的陰極與輸入電源的負(fù)極相連。
[0023]根據(jù)變換器開(kāi)關(guān)管狀態(tài)的不同，可將電路分為12個(gè)工作過(guò)程，分別為:第一功率開(kāi)關(guān)S1關(guān)斷，第二功率開(kāi)關(guān)S2開(kāi)通，第一、第二箝位開(kāi)關(guān)S al、Sa2關(guān)斷；在第一個(gè)工作過(guò)程的基礎(chǔ)上，第一箝位開(kāi)關(guān)Sal開(kāi)通的切換過(guò)程；在上一個(gè)工作過(guò)程的基礎(chǔ)上，二極管02、％、06截止的切換過(guò)程；第一功率開(kāi)關(guān)體二極管導(dǎo)通時(shí)的切換過(guò)程；第一功率開(kāi)關(guān)S i開(kāi)通，其體二極管截止的切換過(guò)程；第二功率開(kāi)關(guān)S2關(guān)斷，二極管01、04、05導(dǎo)通的切換過(guò)程；由于電路交錯(cuò)并聯(lián)的對(duì)稱(chēng)性，僅分析以上6個(gè)工作狀態(tài)。具體如下:
(I)第一功率開(kāi)關(guān)S1關(guān)斷，第二功率開(kāi)關(guān)S 2開(kāi)通，第一、第二箝位開(kāi)關(guān)S al、Sa2關(guān)斷:控制器控制S1關(guān)斷，S 2開(kāi)通，S al、Sa2關(guān)斷，二極管D 2、D3, D6導(dǎo)通，電路通過(guò)二極管D 2給C 2充電，同時(shí)通過(guò)二極管03給C 3充電、C:放電，通過(guò)二極管D 6給C 6充電、C 4放電，C 5放電。
[0024](2)在第一個(gè)工作過(guò)程的基礎(chǔ)上，第一箝位開(kāi)關(guān)Sal開(kāi)通的切換過(guò)程:控制器控制S1關(guān)斷，S 2開(kāi)通，S al開(kāi)通，二極管D 2、D3、D6導(dǎo)通，由于電感L 3的作用，輔助開(kāi)關(guān)S 31實(shí)現(xiàn)零電流開(kāi)通，電感匕的值遠(yuǎn)小于電感L n L2的值，因此其電流上升速度較快，直至某一時(shí)刻上升至電感L1的電流，進(jìn)入第三個(gè)過(guò)程。
[0025](3)在上一個(gè)工作過(guò)程的基礎(chǔ)上，二極管02、03、06截止的切換過(guò)程:控制器控制S I關(guān)斷，S2開(kāi)通，Sal開(kāi)通，二極管D 2、D3、06截止，此時(shí)L3上升至電感1^的電流時(shí)，二極管D2、D3、D6實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷，輔助電容C sl向輔助電感L 3諧振放電，該過(guò)程持續(xù)到C sl放電完畢，進(jìn)入到第四個(gè)工作過(guò)程。
(4)第一功率開(kāi)關(guān)體二極管導(dǎo)通時(shí)的切換過(guò)程:控制器控制S i關(guān)斷，S 2開(kāi)通，S al開(kāi)通，此時(shí)輔助電容Csl放電結(jié)束，S:的體二極管導(dǎo)通，輔助電感L 3兩端電壓降為0，因此其電流保持不變。值得注意的是，從輔助電容Csl電壓下降到輸入電壓時(shí)，電感L 電流開(kāi)始上升，但由于其值大，而諧振時(shí)刻又較短，因此上升幅度在分析時(shí)可以近似忽略。
[0026](5)第一功率開(kāi)關(guān)S1開(kāi)通，其體二極管截止的切換過(guò)程:控制器控制S i開(kāi)通，S 2開(kāi)通，Sal開(kāi)通，S1零電壓導(dǎo)通，電感L1的電流線(xiàn)性上升，C5, C6給負(fù)載放電，該過(guò)程持續(xù)到第六個(gè)工作過(guò)程。
[0027](6)第二功率開(kāi)關(guān)S2關(guān)斷，二極管D ”仏為導(dǎo)通的切換過(guò)程:控制器控制S i開(kāi)通，S2關(guān)斷，S al開(kāi)通，二極管D 1、D4、D5導(dǎo)通，由于輔助電容C s2的作用，開(kāi)關(guān)S 2實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷，Cs2快速充電，電感L 2及儲(chǔ)存在輔助電感L 3的能量開(kāi)始通過(guò)二極管D冷C:充電，通過(guò)二極管04給C 4充電、C 2放電，通過(guò)二極管D 5給C 5充電、C 3放電，C 6給負(fù)載放電該過(guò)程持續(xù)到下一個(gè)過(guò)程，輔助電感1^放電完畢。
[0028]在本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】中，功率開(kāi)關(guān)根據(jù)輸出電壓的不同，而選擇不同電壓應(yīng)力的開(kāi)關(guān)器件，相比傳統(tǒng)方案具有電壓應(yīng)力低的特點(diǎn)。
[0029]綜上所述，該拓?fù)浣鉀Q了變換器升壓能力不夠，工作效率不高，升壓能力不高等問(wèn)題，且開(kāi)關(guān)管的電壓應(yīng)力僅為輸出電壓的四分之一，所有開(kāi)關(guān)管均實(shí)現(xiàn)了零電壓開(kāi)通和關(guān)斷，所有二極管均實(shí)現(xiàn)了零電流關(guān)斷。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非隔離型軟開(kāi)關(guān)高增益DC/DC變換器，包含第一電感L 1、第二電感L2, —個(gè)輔助電感La，第一功率開(kāi)關(guān)S1、第二功率開(kāi)關(guān)S2，一個(gè)雙向可控開(kāi)關(guān)和η個(gè)倍壓?jiǎn)卧?，其特征在于，第一電感L1和第二電感L2的輸入端同時(shí)接輸入電源的正極，第一電感L:和第二電感L2的輸出端分別接第一功率開(kāi)關(guān)SjP第二功率開(kāi)關(guān)S 2的漏極，第一功率開(kāi)關(guān)s i和第二功率開(kāi)關(guān)S2的源極接輸入電源的負(fù)極；第一電感L1的輸出端和第二電感L2的輸出端之間串聯(lián)一個(gè)雙向可控開(kāi)關(guān)和一個(gè)輔助電感La;兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)S 1、S2的柵極分別接各自的控制器，第一功率開(kāi)關(guān)S1、第二功率開(kāi)關(guān)S2的驅(qū)動(dòng)相位之間相差180° ; 第一電感1^的輸出端與所有奇次倍壓?jiǎn)卧纳舷聝蓚€(gè)電容之間的節(jié)點(diǎn)相連；第二電感1^的輸出端接第一倍壓?jiǎn)卧牡谝唤涌冢瑫r(shí)與所有偶次倍壓?jiǎn)卧纳舷聝蓚€(gè)電容之間的節(jié)點(diǎn)相連；第η個(gè)倍壓?jiǎn)卧牡诙丝谧鳛樽儞Q器輸出端的正極，第η個(gè)單元的第三端口作為變換器輸出端的負(fù)極； η個(gè)倍壓?jiǎn)卧错樞驈淖蟮接乙来蜗噙B，即第I個(gè)倍壓?jiǎn)卧牡诙丝诮拥?個(gè)被壓?jiǎn)卧牡谝欢丝冢贗個(gè)倍壓?jiǎn)卧牡谌丝诮拥?個(gè)被壓?jiǎn)卧牡谒亩丝?；第2個(gè)倍壓?jiǎn)卧牡诙丝诮拥?個(gè)被壓?jiǎn)卧牡谝欢丝冢?個(gè)倍壓?jiǎn)卧牡谌丝诮拥?個(gè)被壓?jiǎn)卧牡谒亩丝?；以此類(lèi)推，一直到第η個(gè)倍壓?jiǎn)卧? η為自然數(shù)，取值范圍為η多I。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種非隔離型軟開(kāi)關(guān)高增益DC/DC變換器，其特征在于，所述倍壓?jiǎn)卧怯蓛蓚€(gè)二極管和兩個(gè)電容構(gòu)成的具有四個(gè)端口的單元，上側(cè)二極管的陽(yáng)極作為第一端口，上側(cè)二極管陰極與電容的節(jié)點(diǎn)作為第二端口，下側(cè)電容與下側(cè)二極管陽(yáng)極的節(jié)點(diǎn)作為第三端口，下側(cè)二極管陰極作為第四端口。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種非隔離型軟開(kāi)關(guān)高增益DC/DC變換器，其特征在于，所有開(kāi)關(guān)管及二極管均實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)，其輸入輸出增益通過(guò)調(diào)節(jié)倍壓?jiǎn)卧獢?shù)量來(lái)調(diào)節(jié)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種非隔離型軟開(kāi)關(guān)高增益DC/DC變換器，其特征在于，雙向可控開(kāi)關(guān)由2個(gè)MOS管或IGBT全控型器件反向串聯(lián)組合而成；或者由單個(gè)雙向可控硅構(gòu)成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種非隔離型軟開(kāi)關(guān)高增益DC/DC變換器，其特征在于，輔助電容CS1、Cs2通過(guò)外加電容實(shí)現(xiàn)；或者利用器件自身寄生電容實(shí)現(xiàn)。
【專(zhuān)利摘要】一種非隔離型軟開(kāi)關(guān)高增益DC/DC變換器，包含兩個(gè)功率電感，一個(gè)輔助電感，兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)，一個(gè)雙向可控輔助開(kāi)關(guān)和n個(gè)倍壓?jiǎn)卧凰霰秹簡(jiǎn)卧怯蓛蓚€(gè)二極管和兩個(gè)電容組成的具有四個(gè)端口的單元；與現(xiàn)有非隔離型高增益升壓拓?fù)湎啾龋景l(fā)明實(shí)現(xiàn)了可調(diào)的高增益，所有開(kāi)關(guān)管均實(shí)現(xiàn)了零電壓開(kāi)通和零電壓關(guān)斷，所有二極管均實(shí)現(xiàn)了零電流關(guān)斷。且大幅降低了開(kāi)關(guān)器件的電壓應(yīng)力，變換器整體工作效率得到了提高。
【IPC分類(lèi)】H02M1/14, H02M3/155
【公開(kāi)號(hào)】CN105186866
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510611618
【發(fā)明人】邾玢鑫, 任路路, 吳襲, 吳昊, 馬鵬姬
【申請(qǐng)人】三峽大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年9月23日