[發(fā)明專利]基于ZCS PWM雙向DC-DC CUK變換器、變換系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810552743.8
• 申請(qǐng)日: 2018-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108712070B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 凌睿;胡青;馮洋飛;王殿;劉姝;何欣馳;鄧策亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/00
• 分類號(hào): H02M3/00;H02M3/158
• 代理公司: 重慶天成卓越專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50240
• 代理人: 路寧

1.一種基于ZCS PWM雙向DC-DC CUK變換器，其特征在于，包括：第一電感、第四電感、第一a電容、第一b電容、第二電容、第一功率開(kāi)關(guān)、第二功率開(kāi)關(guān)、第一輔助開(kāi)關(guān)、第二輔助開(kāi)關(guān)、第一諧振電容、第二諧振電容、第一諧振電感、第二諧振電感；

第一電感一端連接儲(chǔ)能元件正極，所述第一電感另一端連接第一輔助開(kāi)關(guān)源極，第一諧振電容一端連接第1輔助開(kāi)關(guān)漏極，所述第一諧振電容另一端連接儲(chǔ)能元件負(fù)極，所述第一諧振電容另一端還連接第一功率開(kāi)關(guān)源極，第一諧振電感一端連接第一輔助開(kāi)關(guān)源極，所述第一諧振電感另一端連接第一功率開(kāi)關(guān)漏極，第一a電容一端連接第一輔助開(kāi)關(guān)源極，所述第一a電容另一端連接第二功率開(kāi)關(guān)源極，第一b電容一端連接第一功率開(kāi)關(guān)源極，所述第一b電容另一端連接第二諧振電感一端，所述第一b電容另一端還連接第二輔助開(kāi)關(guān)源極，所述第二諧振電感另一端連接第二功率開(kāi)關(guān)漏極，第二諧振電容一端連接第二功率開(kāi)關(guān)源極，所述第二諧振電容另一端連接第二輔助開(kāi)關(guān)漏極，第二電容一端連接第二功率開(kāi)關(guān)源極，所述第二電容另一端連接第四電感一端，所述第四電感另一端連接第二輔助開(kāi)關(guān)源極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZCS PWM雙向DC-DC CUK變換器，其特征在于，還包括：第一二極管、第二二極管、第一諧振二極管、第二諧振二極管；所述第一二極管正極連接第一功率開(kāi)關(guān)源極，所述第一二極管負(fù)極連接第一功率開(kāi)關(guān)漏極，所述第二二極管正極連接第二功率開(kāi)關(guān)源極，所述第二二極管負(fù)極連接第二功率開(kāi)關(guān)漏極，所述第一諧振二極管正極連接第一輔助開(kāi)關(guān)源極，所述第一諧振二極管負(fù)極連接第一輔助開(kāi)關(guān)漏極，所述第二諧振二極管正極連接第二輔助開(kāi)關(guān)源極，所述第二諧振二極管負(fù)極連接第二輔助開(kāi)關(guān)漏極。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZCS PWM雙向DC-DC CUK變換器，其特征在于，還包括：第二電感，

所述第二電感一端連接電源負(fù)極，所述第二電感另一端連接第一諧振電容。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZCS PWM雙向DC-DC CUK變換器，其特征在于，還包括：第三電感，

所述第三電感一端連接第二諧振電容一端，所述第三電感另一端連接第二電容。

5.一種基于ZCS PWM雙向DC-DC CUK變換系統(tǒng)，其特征在于，包括：第一變換器正極輸出端連接均衡總線正極端，第一變換器負(fù)極輸出端連接均衡總線負(fù)極端，第二變換器正極輸出端連接均衡總線正極端，第二變換器負(fù)極輸出端連接均衡總線負(fù)極端，第N變換器正極輸出端連接均衡總線正極端，第N變換器負(fù)極輸出端連接均衡總線負(fù)極端，所述N為正整數(shù)。

6.一種基于ZCS PWM雙向DC-DC CUK變換系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，包括如下步驟：

該電路從左側(cè)向右側(cè)供電時(shí)分為三個(gè)階段，

S1，此階段第一輔助開(kāi)關(guān)、第一功率開(kāi)關(guān)均關(guān)斷，電流通過(guò)第二功率開(kāi)關(guān)續(xù)流二極管流通，I_D＝I_i+I_d；

其中，I_i表示輸入電流，I_d表示輸出電流；

S2，此階段，S₁導(dǎo)通，由于S₁兩端壓差大于S₂兩端壓差，電源和第一a電容、第一b電容開(kāi)始給第一諧振電感充電，I_q+I_D＝I_i+I_d。其中I_q表示流過(guò)S₁的電流；當(dāng)I_q＝I_i+I_d時(shí)，流過(guò)第二功率開(kāi)關(guān)續(xù)流二極管的電流自動(dòng)斷流；

S3，此階段，第一輔助開(kāi)關(guān)S_r1導(dǎo)通，第一諧振電感、第一諧振電容、第一功率開(kāi)關(guān)、第一輔助開(kāi)關(guān)構(gòu)成諧振電路；當(dāng)I_q＜0時(shí)，這時(shí)候關(guān)斷S₁可以實(shí)現(xiàn)第一功率開(kāi)關(guān)的零電流開(kāi)關(guān)，當(dāng)?shù)谝恢C振電容放電完全時(shí)，關(guān)斷第一輔助開(kāi)關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)第一輔助開(kāi)關(guān)的零電流開(kāi)關(guān)；

通過(guò)改變第二階段和第三階段之間的時(shí)間間隔來(lái)改變輸出電壓。