[實用新型]級聯(lián)的降壓型DC-DC變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821850723.0
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN211296565U
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳怡
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種級聯(lián)的降壓型DC?DC變換器，包括電容電感儲能模塊1至電容電感儲能模塊n、電感L1至電感Ln?1和電容Co，電容電感儲能模塊j包括二極管Dj_1、電容Cj_1、二極管Dj_2、電子開關(guān)Sj和電感Lj_1，電子開關(guān)Sj包括二極管Dj_3、N型MOS管Mj_1和控制器j，j的取值范圍是1至n。本實用新型具有如下工作特征：電路結(jié)構(gòu)簡單、易于擴展、適用的控制方法多樣、高效率、輸入和輸出電流均連續(xù)、輸出和輸入電壓共地且極性一致、輸出電壓Vo小于或等于直流電源電壓Vi。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及直流-直流(DC-DC)變換器，尤其是一種輸入和輸出電流均連續(xù)且輸入和輸出電壓同極性的級聯(lián)的降壓型DC-DC變換器，可作為高降壓比的基本單元組建多輸入和多輸出的直流電源系統(tǒng)，如：直流電源模塊并聯(lián)系統(tǒng)、LED陣列驅(qū)動系統(tǒng)、分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)等。

背景技術(shù)

現(xiàn)有具有降壓功能的基本DC-DC變換器包括Buck變換器、Buck-Boost變換器、Cuk變換器、Sepic變換器和Zeta變換器。如表1所列，在不考慮輸出電容的情況下，上述這5種具有降壓功能的基本DC-DC變換器都不滿足“輸入和輸出電流均連續(xù)且輸入和輸出電壓同極性”的要求。

表1

級聯(lián)是獲得高降壓比的常用手段。當(dāng)采用上述基本DC-DC變換器進行級聯(lián)時，僅Speic和Buck的組合或Speic和Zeta的組合或Cuk和Cuk的組合可滿足“輸入和輸出電流均連續(xù)且輸入和輸出電壓同極性”的要求。但是，Speic和Buck的組合和Speic和Zeta的組合內(nèi)部存在電流不連續(xù)的問題，而Cuk和Cuk的組合則存在輸入和輸出不共地的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有“輸入和輸出電流均連續(xù)且輸入和輸出電壓同極性”的降壓型DC-DC變換器級聯(lián)方案中Speic和Buck的組合和Speic和Zeta的組合內(nèi)部存在電流不連續(xù)的問題以及Cuk和Cuk的組合存在輸入和輸出不共地的問題，本實用新型提供一種級聯(lián)的降壓型DC-DC變換器，能夠?qū)崿F(xiàn)級間電流仍連續(xù)以及輸入和輸出共地，以此擴充DC-DC變換器的級聯(lián)種類。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種級聯(lián)的降壓型DC-DC變換器，包括電容電感儲能模塊1至電容電感儲能模塊n、電感L1至電感Ln-1和電容Co，電容電感儲能模塊j具有端口Vij+、端口Voj+和端口Gndj，電容電感儲能模塊1的端口Vi1+與直流電源Vi的正端相連，電容電感儲能模塊1的端口Vo1+與電感L1的一端相連，電感L1的另一端與電容電感儲能模塊2的端口Vi2+相連，依次類推，電感Ln-1的另一端與電容電感儲能模塊n的端口Vin+相連，電容電感儲能模塊n的端口Von+同時與電容Co的一端以及負載Z的一端相連，負載Z的另一端同時與電容Co的另一端、電容電感儲能模塊j的端口Gndj和直流電源Vi的負端相連，j的取值范圍是1至n，電容電感儲能模塊j包括二極管Dj_1、電容Cj_1、二極管Dj_2、電子開關(guān)Sj和電感Lj_1，所述電子開關(guān)Sj具有端口aj和端口bj，電容Cj_1的一端同時與電容電感儲能模塊j的端口Vij+和電子開關(guān)Sj的端口aj相連，電容Cj_1的另一端同時與二極管Dj_1的陽極和電感Lj_1的一端相連，二極管Dj_1的陰極同時與電容電感儲能模塊j的端口Voj+和電子開關(guān)Sj的端口bj相連，電感Lj_1的另一端與二極管Dj_2的陰極相連，二極管Dj_2的陽極與電容電感儲能模塊j的端口Gndj相連。

本實用新型中，當(dāng)電子開關(guān)S1截止時，二極管D1_1導(dǎo)通，直流電源Vi、電容C1_1、二極管D1_1、電感L1和電容電感儲能模塊2構(gòu)成一個回路，二極管D1_2、電感L1_1、二極管D1_1、電感L1和電容電感儲能模塊2構(gòu)成另一個回路。

當(dāng)電子開關(guān)S1導(dǎo)通時，二極管D1_1截止，直流電源Vi、電子開關(guān)S1、電感L1和電容電感儲能模塊2構(gòu)成一個回路，二極管D1_2、電感L1_1、電容C1_1、電子開關(guān)S1、電感L1和電容電感儲能模塊2構(gòu)成另一個回路。