[發明專利]一種升降壓Cuk雙諧振開關電容變換器

有效

• 申請號: 202011193544.6
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112366937B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 陳章勇;韓雨伯;劉翔宇;吳云峰;馮晨晨
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M3/00
• 分類號: H02M3/00;H02M3/04;H02M3/07
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李林合

1.一種升降壓Cuk雙諧振開關電容變換器，其特征在于，包括第一諧振電感Lr1、第二諧振電感Lr2、第一開關管S1、第二開關管S2、第一二極管D1、第二二極管D2，諧振電容C_r輸出電容C_o，所述第一開關管S1的漏極與輸入電源正極連接，所述第一開關管S1的源極分別與所述第二開關管S2的漏極、諧振電容C_r的一端連接；所述第二開關管S2的源極與所述第一諧振電感Lr1的一端連接，所述第一諧振電感Lr1的另一端與輸入電源負極連接；所述諧振電容C_r的另一端分別與所述第一二極管D1的陽極、第二二極管D2的陰極連接；所述第一二極管D1的陰極與第二諧振電感Lr2的一端連接，所述第二諧振電感Lr2的另一端與輸入電源的負極連接；所述第二二極管D2的陽極分別與所述輸出電容C_o的一端和負載的一端連接，所述輸出電容C_o另一端和負載的另一端與輸入電源負極連接；

所述升降壓Cuk雙諧振開關電容變換器包括降壓狀態、臨界狀態、升壓狀態三種工作狀態，其中，

所述降壓狀態下，輸出電壓的調節通過控制開關S1的導通時間控制輸入電源輸入變換器的能量，具體的，降壓狀態下，變換器電壓增益的時域表達式為

其中

m＝f_sC_rR_L，

式中M為變換器的電壓增益，即U_out/U_in；，M_{Cr_min}為諧振電容C_r端電壓最小值對U_in的標幺值；M_{Cr_max}為諧振電容C_r端電壓最大值對U_in的標幺值；A,m,α僅僅是為了簡化表達式而定義的中間量，無實際意義；k為諧振頻率比，L_r1，L_r2分別為電感大小；

所述臨界狀態在輸入電源電壓固定的前提下，該狀態輸出電壓為固定值；

所述升壓狀態下，輸出電壓的調節通過控制開關管S₁和開關管S₂的重疊導通時間控制由輸入電源輸入變換器的能量，具體的，

升壓狀態下，變換器電壓增益的時域表達式為

M＝-m(M_{Cr_max}-M_{Cr_min})，其中

M_{Cr_max}＝2-M_{Cr_min}，

2.根據權利要求1所述的一種升降壓Cuk雙諧振開關電容變換器，其特征在于，所述第一開關管S1、第二開關管S2均為金屬氧化物半導體場效應管。

3.根據權利要求1所述的一種升降壓Cuk雙諧振開關電容變換器，其特征在于，所述第一二極管D1、第二二極管D2為單向開關。

4.根據權利要求1所述的一種升降壓Cuk雙諧振開關電容變換器，其特征在于，所述變換器還包括輸入濾波電容，所述輸入濾波電容的一端與所述輸入電源的正極連接，所述輸入濾波電容的另一端與所述輸入電源的負極連接。

5.根據權利要求1所述的一種升降壓Cuk雙諧振開關電容變換器，其特征在于，所述輸入電源負極接地，輸出電壓的正極接地。