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一種開(kāi)關(guān)零電壓關(guān)斷雙路輸入高增益DC/DC變換器的制作方法

文檔序號(hào):12488229閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種開(kāi)關(guān)零電壓關(guān)斷雙路輸入高增益DC/DC變換器,其特征在于:

包括兩個(gè)直流輸入電源Vin1和Vin2,兩個(gè)功率電感L1、L2,兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)S1、S2,兩個(gè)零電壓關(guān)斷軟開(kāi)關(guān)輔助電路,倍增模塊;

第一電感L1和第二電感L2的輸入端同時(shí)接雙端口輸入電源Vin1和Vin2的正極,第一電感L1和第二電感L2的輸出端分別接第一功率開(kāi)關(guān)S1和第二功率開(kāi)關(guān)S2的漏極,第一功率開(kāi)關(guān)S1和第二功率開(kāi)關(guān)S2的源極接雙端口輸入電源Vin1和Vin2的負(fù)極;兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)S1、S2的柵極分別接各自的控制器;

功率開(kāi)關(guān)S1對(duì)應(yīng)的零電壓關(guān)斷軟開(kāi)關(guān)輔助電路,由二極管D1和D2和電容C1組成,連接關(guān)系為:二極管D1和D2串聯(lián),電容C1的上端與二極管D1、D2串聯(lián)的節(jié)點(diǎn)相連,第一電感L1的輸出端接二極管D1的陽(yáng)極,第二電感L2輸出端接電容C1的下端,二極管D2的陰極接二極管D1a的陰極;

功率開(kāi)關(guān)S2對(duì)應(yīng)的零電壓關(guān)斷軟開(kāi)關(guān)輔助電路,由二極管D3和D4和電容C2組成,連接關(guān)系為:二極管D3和D4串聯(lián),電容C2的下端與二極管D3、D4串聯(lián)的節(jié)點(diǎn)相連,電容C2的上端與第二電感L2的輸出端連接,二極管D3的陰極接直流輸入電源的負(fù)極,二極管D4的陽(yáng)極接二極管D1b的陽(yáng)極;

第一倍增模塊,由二極管D1a、D1b和電容C1a、C1b組成,連接關(guān)系為:二極管D1a的陽(yáng)極與第二電感L2的輸出端連接,二極管D1a的陰極與電容C1a的上端連接;電容C1a與C1b串聯(lián)在一起,二者的節(jié)點(diǎn)與第一電感L1的輸出端相連;電容C1b的下端與二極管D4和D1b的陽(yáng)極連接,二極管D1b的陰極與二極管D3的陰極接在一起,同時(shí)接在直流電源負(fù)極;

第二倍增模塊,由二極管D2a、D2b和電容C2a、C2b組成,連接關(guān)系為:二極管D2a的陽(yáng)極與電容C1a上端連接,二極管D2a的陰極與電容C2a的上端連接;電容C2a與C2b串聯(lián)在一起,二者的節(jié)點(diǎn)與第二電感L2的輸出端相連;電容C2b的下端與二極管D2b的陽(yáng)極連接;

負(fù)載電阻R的上端,連接電容C2a的上端,電容C2b的下端;

之后的倍增模塊依次接入;同時(shí)第一電感L1輸出端與所有奇數(shù)個(gè)倍增模塊的上下兩個(gè)串聯(lián)電容之間的節(jié)點(diǎn)相連;第二電感L2的輸出端與所有偶數(shù)倍增模塊的上下兩個(gè)電容之間的節(jié)點(diǎn)相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種開(kāi)關(guān)零電壓關(guān)斷雙路輸入高增益DC/DC變換器,其特征在于:

所述零電壓關(guān)斷軟開(kāi)關(guān)輔助電路,為一個(gè)三端口單元,電容連接在兩個(gè)串聯(lián)的二極管中間節(jié)點(diǎn)上。

3.一種開(kāi)關(guān)零電壓關(guān)斷雙路輸入高增益DC/DC變換器控制方法,其特征在于:

根據(jù)功率開(kāi)關(guān)狀態(tài)的不同,可以將電路分為6種工作模態(tài):

模態(tài)1:功率開(kāi)關(guān)S1、S2均導(dǎo)通,此時(shí)兩路直流輸入電源通過(guò)功率開(kāi)關(guān)S1和功率開(kāi)關(guān)S2分別向電感L1和電感L2充電;電容C2a、C2b均在向輸出端放電;二極管D1、D2、D3、D4、D1a、D1b、D2a、D2b均關(guān)斷;

模態(tài)2:控制器控制功率開(kāi)關(guān)S1關(guān)斷,S2導(dǎo)通,此時(shí)二極管D1導(dǎo)通,直流電源Vin1、電感L1的電流通過(guò)二極管D1給電容C1充電,后經(jīng)S2流回電源負(fù)極;這時(shí)電容C1電壓上升,當(dāng)Uc1=Uc1b時(shí)充電完成,二極管D1關(guān)斷;該過(guò)程中開(kāi)關(guān)S1實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷;在C1充電的同時(shí),電感L1的另一部分電流,流過(guò)電容C1b,二極管D4,電容C2,此過(guò)程電容C1b充電,電容C2放電,直到Uc2=0時(shí)為止,此時(shí)二極管D4關(guān)斷;

整個(gè)模態(tài):低壓輸入電源Vin1、電感L1、電容C2、C2a、C2b均處于放電狀態(tài),C1b處于充電狀態(tài);此時(shí)功率開(kāi)關(guān)S2保持導(dǎo)通狀態(tài),直流電源Vin2通過(guò)功率開(kāi)關(guān)S2向電感L2充電;二極管D2、D3、D1a、D2a、D1b、D2b均關(guān)斷;

模態(tài)3:同模態(tài)2功率開(kāi)關(guān)S1關(guān)斷,S2導(dǎo)通,當(dāng)模態(tài)2中的電容C1充電完成時(shí),二極管D1關(guān)斷,C2放電完成時(shí),二極管D4關(guān)斷,此時(shí)電感L1的電流在經(jīng)過(guò)C1a、C1b之間的節(jié)點(diǎn)時(shí)分流,一部分通過(guò)電容C1a、二極管D2a、電容C2a及開(kāi)關(guān)S2流回電源負(fù)極,電容C1a放電,電容C2a充電;第二部分電流流過(guò)電容C2a分流,流過(guò)負(fù)載電阻R,電容C2b,此過(guò)程電容C2b放電;經(jīng)過(guò)C1a、C1b之間的節(jié)點(diǎn)時(shí)的第三部分電流通過(guò)電容C1b、二極管D1b流回電源負(fù)極,此時(shí)電容C1b處于充電狀態(tài);整個(gè)模態(tài):兩路輸入直流電源、電感L1、電容C1a、C2b處于放電狀態(tài),電容C1b、C2a均處于充電狀態(tài);此時(shí)功率開(kāi)關(guān)S2保持導(dǎo)通狀態(tài),低壓電源通過(guò)功率開(kāi)關(guān)S2向電感L2充電;二極管D1、D2、D3、D4、D1a、D2b均關(guān)斷;

模態(tài)4:同模態(tài)1,功率開(kāi)關(guān)S1、S2均導(dǎo)通,此時(shí)兩路直流輸入電源通過(guò)功率開(kāi)關(guān)S1和功率開(kāi)關(guān)S2分別向電感L1和電感L2充電;電容C2a、C2b均在向輸出端放電;二極管D1、D2、D3、D4、D1a、D1b、D2a、D2b均關(guān)斷;

模態(tài)5:控制器控制功率開(kāi)關(guān)S1導(dǎo)通,S2關(guān)斷,此時(shí)輸入電源Vin2和電感L2的電流一部分,通過(guò)電容C2、二極管D3,流回電源負(fù)極;這時(shí)電容C2電壓上升,當(dāng)Uc2=Uc1a時(shí),二極管D3關(guān)斷;該過(guò)程中開(kāi)關(guān)S2實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷;另一部分電流通過(guò)電容C1、二極管D2、電容C1a及開(kāi)關(guān)S1流回電源負(fù)極,電容C1放電,電容C1a充電,當(dāng)電容C1的電壓Uc1下降至0時(shí),二極管D2關(guān)斷,電容C1放電完成;整個(gè)模態(tài):低壓輸入電源、電感L2、電容C1、C2a、C2b放電,電容C2、C1a處于充電狀態(tài),此時(shí)功率開(kāi)關(guān)S1保持導(dǎo)通狀態(tài),直流輸入電源Vin1通過(guò)功率開(kāi)關(guān)S1向電感L1充電;二極管D1、D4、D1a、D2a、D1b、D2b均關(guān)斷;

模態(tài)6:當(dāng)模態(tài)5的中的C1放電完成時(shí),二極管D2關(guān)斷,此時(shí)二極管D1a導(dǎo)通,電感L2的電流在經(jīng)過(guò)D1a陽(yáng)極下端的結(jié)點(diǎn)時(shí)分流,第一部分通過(guò)二極管D1a、電容C1a及開(kāi)關(guān)S1流回電源負(fù)極,電容C1a充電;第二部分電流通過(guò)電容C2b,二極管D2b、電容C1b以及開(kāi)關(guān)S1流回電源負(fù)極;第三部分電流流過(guò)負(fù)載電阻R,電容C2b,此過(guò)程電容C2b放電;整個(gè)模態(tài):電容C1a、C2b充電,電容C1b 、C2a處于放電狀態(tài),二極管D1、D2、D3、D4、D1b、D2a均關(guān)斷。

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