一種多路交錯并聯(lián)移相雙向cuk變換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種非隔離直流-直流變換器，特別涉及一種適用于兩個不同電壓的電壓源或電池組之間的能量交換且能量可以雙向流動的多路交錯并聯(lián)移相雙向CUK變換器。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，CUK斬波電路也稱CUK變換器，是一種對Buck/Boost改進的單管不隔離直流變換器，在輸入輸出段均有電感，可以顯著減小輸入和輸出電流的脈動，輸出電壓的極性和輸入電壓相反，輸出電壓既可以低于也可以高于輸入電壓。CUK變換器可看作是Boost變換器和Buck變換器串聯(lián)而成，合并了開關(guān)管。
[0003]輸入電源電流和輸出負載電流都是連續(xù)的,且脈動很小,有利于對輸入和輸出進行濾波。
[0004]但是，現(xiàn)有的CUK變換器的功率不高，且變換器無法進行能量雙向流動。
[0005]因此，特別需要一種多路交錯并聯(lián)移相雙向CUK變換器，以解決上述現(xiàn)有存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種多路交錯并聯(lián)移相雙向CUK變換器，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，實現(xiàn)了同步整流，提高了變換器的功率和效率且變換器實現(xiàn)了能量雙向流動。
[0007]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
一種多路交錯并聯(lián)移相雙向CUK變換器，其特征在于，它包括至少一 CUK雙向變換器單元，所述CUK雙向變換器單元包括一由隔離變壓器隔離驅(qū)動的主開關(guān)管Ql和續(xù)流管Q2形成的橋臂電路，所述主開關(guān)管Ql和續(xù)流管Q2由互補的PWM的信號驅(qū)動。
[0008]在本發(fā)明的一個實施例中，所述CUK雙向變換器單元包括主開關(guān)管Ql、續(xù)流管Q2、電感L1、電感L2、電容C、電容CO和電容Cl ;電源Vl的一端分別連接電感LI的一端、電容CO的一端，電源Vl的另一端分別連接電容CO的另一端、主開關(guān)管Ql的一端、續(xù)流管Q2的一端、電容Cl的一端和電源V2的一端并接地，電感LI的另一端分別連接主開關(guān)管Ql的另一端和電容C的一端，電容C的另一端分別連接續(xù)流管Q2的另一端和電感L2的一端，電感L2的另一端分別連接電容Cl的另一端和電源V2的另一端。
[0009]在本發(fā)明的一個實施例中，所述多路交錯并聯(lián)移相雙向CUK變換器包括至少二組CUK雙向變換器單元，所述CUK雙向變換器單元之間互相交錯移相并聯(lián)連接。
[0010]在本發(fā)明的一個實施例中，所述主開關(guān)管Ql和續(xù)流管Q2為NMOS管。
[0011]本發(fā)明的多路交錯并聯(lián)移相雙向CUK變換器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，將續(xù)流二極管用NMOS管來替代，從而實現(xiàn)了同步整流和能量雙向流動，能夠提高變換器的效率；且有效擴展了變換器的功率容量，還能夠有效分散功率器件的應(yīng)力，提高變換器的可靠性，實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0012]本發(fā)明的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。
【附圖說明】
[0013]圖1為現(xiàn)有的CUK變換器的電路原理圖；
圖2為本發(fā)明的多路交錯并聯(lián)移相雙向CUK變換器的電路原理圖；
圖3為本發(fā)明的雙向CUK變換單元的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0014]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
實施例
[0015]如圖2所示，本發(fā)明的多路交錯并聯(lián)移相雙向CUK變換器，它包括至少一 CUK雙向變換器單元，所述CUK雙向變換器單元包括一由隔離變壓器隔離驅(qū)動的主開關(guān)管Ql和續(xù)流管Q2形成的橋臂電路，所述主開關(guān)管Ql和續(xù)流管Q2由互補的PWM的信號驅(qū)動，實現(xiàn)了同步整流和能量雙向流動。
[0016]在本實施例中，所述CUK雙向變換器單元包括主開關(guān)管Ql、續(xù)流管Q2、電感L1、電感L2、電容C、電容CO和電容Cl ;電源Vl的一端分別連接電感LI的一端、電容CO的一端，電源Vl的另一端分別連接電容CO的另一端、主開關(guān)管Ql的一端、續(xù)流管Q2的一端、電容Cl的一端和電源V2的一端并接地，電感LI的另一端分別連接主開關(guān)管Ql的另一端和電容C的一端，電容C的另一端分別連接續(xù)流管Q2的另一端和電感L2的一端，電感L2的另一端分別連接電容Cl的另一端和電源V2的另一端。
[0017]在本實施例中，所述多路交錯并聯(lián)移相雙向CUK變換器包括至少二組CUK雙向變換器單元，所述CUK雙向變換器單元之間互相交錯移相并聯(lián)連接。
[0018]使用如圖3所示的N路交錯移相并聯(lián)的雙向CUK變換器后，功率能增加N倍，而且由于輸入輸出的電容的工作頻率增加了 N倍，使得電容的體積和尺寸與同等功率的單元電路相比，能夠顯著減少。
[0019]在本實施例中，所述主開關(guān)管Ql和續(xù)流管Q2為NMOS管。
[0020]本發(fā)明的CUK雙向變換器單元的電壓電流關(guān)系和計算:
Vout / Vin=Ton Ql /TonQ2
當(dāng)TonQl=TonQ2時，也就是占空比=0.5時，Vout=Vin0
[0021]當(dāng)TonQl>TonQ2時，也就是占空比>0.5時，Vout>Vin,能量從左向右移動。
[0022]當(dāng)TonQ2>TonQl時，也就是占空比〈0.5時，Vout〈Vin，能量從右向左移動。
[0023]本發(fā)明的多路交錯并聯(lián)移相雙向CUK變換器，將續(xù)流二極管用NMOS管來替代，從而實現(xiàn)了同步整流和能量雙向流動，能夠提高變換器的效率；且有效擴展了變換器的功率容量，還能夠有效分散功率器件的應(yīng)力，提高變換器的可靠性。
[0024]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種多路交錯并聯(lián)移相雙向CUK變換器，其特征在于，它包括至少一 CUK雙向變換器單元，所述CUK雙向變換器單元包括一由隔離變壓器隔離驅(qū)動的主開關(guān)管Ql和續(xù)流管Q2形成的橋臂電路，所述主開關(guān)管Ql和續(xù)流管Q2由互補的PWM的信號驅(qū)動。2.如權(quán)利要求1所述的多路交錯并聯(lián)移相雙向CUK變換器，其特征在于，所述CUK雙向變換器單元包括主開關(guān)管Ql、續(xù)流管Q2、電感L1、電感L2、電容C、電容⑶和電容Cl ；電源Vl的一端分別連接電感LI的一端、電容CO的一端，電源Vl的另一端分別連接電容CO的另一端、主開關(guān)管Ql的一端、續(xù)流管Q2的一端、電容Cl的一端和電源V2的一端并接地，電感LI的另一端分別連接主開關(guān)管Ql的另一端和電容C的一端，電容C的另一端分別連接續(xù)流管Q2的另一端和電感L2的一端，電感L2的另一端分別連接電容Cl的另一端和電源V2的另一端。3.如權(quán)利要求1所述的多路交錯并聯(lián)移相雙向CUK變換器，其特征在于，所述多路交錯并聯(lián)移相雙向CUK變換器包括至少二組CUK雙向變換器單元，所述CUK雙向變換器單元之間互相交錯移相并聯(lián)連接。4.如權(quán)利要求1所述的多路交錯并聯(lián)移相雙向CUK變換器，其特征在于，所述主開關(guān)管Ql和續(xù)流管Q2為NMOS管。
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于公開一種多路交錯并聯(lián)移相雙向CUK變換器，它包括至少一CUK雙向變換器單元，所述CUK雙向變換器單元包括一由隔離變壓器隔離驅(qū)動的主開關(guān)管Q1和續(xù)流管Q2形成的橋臂電路，所述主開關(guān)管Q1和續(xù)流管Q2由互補的PWM的信號驅(qū)動；與現(xiàn)有技術(shù)相比，將續(xù)流二極管用NMOS管來替代，從而實現(xiàn)了同步整流和能量雙向流動，能夠提高變換器的效率；且有效擴展了變換器的功率容量，還能夠有效分散功率器件的應(yīng)力，提高變換器的可靠性，實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
【IPC分類】H02M3/155
【公開號】CN104917371
【申請?zhí)枴緾N201410091861
【發(fā)明人】袁沛海
【申請人】浙江邁雷科技有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2014年3月13日