[發(fā)明專利]具有全波輸出整流的多相開關(guān)電容諧振腔轉(zhuǎn)換電路的電源轉(zhuǎn)換拓撲及基于其的電源轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)

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• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113644820A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設計）人: 趙暉;陳屹然
• 申請（專利權(quán)）人: 南京能利芯科技有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07;H02M1/36
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 張磊

1.具有全波輸出整流的多相開關(guān)電容諧振腔轉(zhuǎn)換電路的電源轉(zhuǎn)換拓撲，其特征在于：包括通過導線依次串聯(lián)并接至輸入電源兩端的數(shù)量至少為k個的轉(zhuǎn)換開關(guān)電容器以及一個輸出開關(guān)電容器，當變壓比N為偶數(shù)時，k＝N/2；當變壓比N為非偶數(shù)時，k為大于N/2的最小整數(shù)；輸出開關(guān)電容器的下端接地，輸出開關(guān)電容器的兩端連接有輸出接口；還包括數(shù)量為k的開關(guān)諧振腔轉(zhuǎn)換器，當變壓比N為偶數(shù)時，k＝N/2；當變壓比N為非偶數(shù)時，k為大于N/2的最小整數(shù)；

開關(guān)諧振腔轉(zhuǎn)換器包括輸入組件、輸出組件、以及連接兩者的連接組件，輸入組件包括通過導線串聯(lián)的第一MOSFET開關(guān)和第二MOSFET開關(guān)，輸出組件包括通過導線串聯(lián)的第三MOSFET開關(guān)和第四MOSFET開關(guān)，連接組件包括通過導線串聯(lián)的諧振電容和諧振電感，連接組件靠近諧振電容的一端連接在第一MOSFET開關(guān)和第二MOSFET開關(guān)之間的導線上，連接組件另一端連接在第三MOSFET開關(guān)和第四MOSFET開關(guān)之間的導線上；第一MOSFET開關(guān)和第三MOSFET開關(guān)上分別設有第一信號輸入端；第二MOSFET開關(guān)、和第四MOSFET開關(guān)上分別設有第二信號輸入端；第一MOSFET開關(guān)和第四MOSFET以相同的時間開啟和關(guān)閉，第二MOSFET開關(guān)和第三MOSFET以相同的時間開啟和關(guān)閉；且開關(guān)諧振腔轉(zhuǎn)換器的品質(zhì)因素Q滿足：0.1≤Q≤10；開關(guān)諧振腔轉(zhuǎn)換器的輸入組件的第一MOSFET開關(guān)和第二MOSFET開關(guān)分別連接在相對應的各個轉(zhuǎn)換開關(guān)電容器的兩端，開關(guān)諧振腔轉(zhuǎn)換器的輸出組件的第四MOSFET開關(guān)連接在輸出開關(guān)電容器的下端，開關(guān)諧振腔轉(zhuǎn)換器的輸出組件的第三MOSFET開關(guān)連接在輸出開關(guān)電容器的上端或該開關(guān)諧振腔轉(zhuǎn)換器對應的轉(zhuǎn)換開關(guān)電容器靠近輸出開關(guān)電容器一側(cè)的任意其余轉(zhuǎn)換開關(guān)電容器的上端。

2.如權(quán)利要求1所述的具有全波輸出整流的多相開關(guān)電容諧振腔轉(zhuǎn)換電路的電源轉(zhuǎn)換拓撲，其特征在于：所述開關(guān)諧振腔轉(zhuǎn)換器中在各個開關(guān)事件之間存在死區(qū)時間，即第一信號輸入端和第二信號輸入端都關(guān)閉，且第一MOSFET開關(guān)、第二MOSFET開關(guān)、第三MOSFET開關(guān)和第四MOSFET開關(guān)都處于打開狀態(tài)的時間。

3.如權(quán)利要求2所述的具有全波輸出整流的多相開關(guān)電容諧振腔轉(zhuǎn)換電路的電源轉(zhuǎn)換拓撲，其特征在于：所述第一MOSFET開關(guān)、第二MOSFET開關(guān)、第三MOSFET開關(guān)和第四MOSFET開關(guān)都為零電流開關(guān)。

4.如權(quán)利要求1-3中任意項所述的具有全波輸出整流的多相開關(guān)電容諧振腔轉(zhuǎn)換電路的電源轉(zhuǎn)換拓撲，其特征在于：所述轉(zhuǎn)換開關(guān)電容器的電容值比諧振電容的電容值高一個數(shù)量級。

5.如權(quán)利要求1-3中任意項所述的具有全波輸出整流的多相開關(guān)電容諧振腔轉(zhuǎn)換電路的電源轉(zhuǎn)換拓撲，其特征在于：所述輸出開關(guān)電容器的電容值比諧振電容的電容值高一個數(shù)量級。

6.一種電源轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括至少兩個并聯(lián)設置的如權(quán)利要求1-5任意項所述的具有全波輸出整流的多相開關(guān)電容諧振腔轉(zhuǎn)換電路的電源轉(zhuǎn)換拓撲。

7.一種電源轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括串聯(lián)的至少兩個變壓組件，每個變壓組件包括一個或兩個以上并聯(lián)設置的如權(quán)利要求1-5任意項所述的具有全波輸出整流的多相開關(guān)電容諧振腔轉(zhuǎn)換電路的電源轉(zhuǎn)換拓撲。

8.一種電源轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其特征在于：包含串聯(lián)在一起的電源轉(zhuǎn)換組件以及負載點轉(zhuǎn)換組件，電源轉(zhuǎn)換組件包括并聯(lián)設置的多個如權(quán)利要求1-5任意項所述的具有全波輸出整流的多相開關(guān)電容諧振腔轉(zhuǎn)換電路的電源轉(zhuǎn)換拓撲，負載點轉(zhuǎn)換組件包括并聯(lián)設置的若干負載點轉(zhuǎn)換器。