[發明專利]基于ZVS_PWM雙向DC-DC CUK變換器、變換系統和方法

在審

• 申請號: 202011566981.8
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112615542A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 凌睿;何欣馳;鄧策亮;劉姝;夏增豪;王攀;易琪淋
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02J7/00
• 代理公司: 重慶天成卓越專利代理事務所(普通合伙) 50240
• 代理人: 路寧

本發明提出了一種基于ZVS_PWM雙向DC?DC CUK變換器、變換系統和工作方法，包括：第一變換器正極輸出端連接均衡總線正極端，第一變換器負極輸出端連接均衡總線負極端，第二變換器正極輸出端連接均衡總線正極端，第二變換器負極輸出端連接均衡總線負極端，第N變換器正極輸出端連接均衡總線正極端，第N變換器負極輸出端連接均衡總線負極端，所述N為正整數。通過在均衡總線中使用變換器，實現了能量在總線中的平衡，使均衡總線系統運行更加穩定、更加流暢，能量損耗更小。

技術領域

本發明涉及DC-DC CUK變換器領域，尤其涉及一種基于ZVS_PWM雙向DC-DC CUK變換器、變換系統和方法。

背景技術

直流變換器一般采用PWM控制方式，開關管工作在硬開關狀態，雙向DC-DCCUK變換器是一種典型的直流變換器，被廣泛應用于總線式儲能元件均衡電路中，其結構如圖10所示。由于實際的開關管不是理想器件，在開通時開關的電壓不是立即下降到零，而是有一個下降時間，同時它的電流也不是立即上升到負載電流，也有一個上升時間。在這段時間里，電流和電壓有一個交疊區，產生損耗，稱之為開通損耗。當開關管關斷時，開關管的電壓不是立即從零上升到電源電壓，而是有一個上升時間，同時它的電流也不是立即下降到零，也有一個下降時間。在這段時間里，電流和電壓也有一個交疊區，產生損耗，稱之為關斷損耗。開通損耗和關斷損耗合稱為開關損耗，在一定條件下，開關管在每個開關周期中的開關損耗是恒定的，變換器總的開關損耗與開關頻率成正比，開關頻率越高，總的開關損耗就越大，變換器的效率就越低，進而導致總線式儲能元件均衡系統的均衡效率越低。因此開關的存在限制了變換器開關頻率的提高，從而限制了變換器以及均衡系統的小型化和輕量化。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種基于ZVS_PWM雙向DC-DC CUK變換器、變換系統和方法。

為了實現本發明的上述目的，本發明提供了一種基于ZVS_PWM雙向DC-DCCUK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、第一功率開關、第二功率開關、第一輔助開關、第二輔助開關、第一諧振電感、第二諧振電感、第一諧振電容、第二諧振電容；

第一電感一端連接儲能元件正極，所述第一電感另一端連接第一功率開關漏極，所述第一電感另一端還連接第一輔助開關源極，第一諧振電容一端連接第一輔助開關漏極，所述第一諧振電容另一端連接儲能元件負極，所述第一諧振電容另一端還連接第一功率開關源極，第一諧振電感一端連接第一輔助開關源極，所述第一諧振電感另一端連接第一a電容一端，所述第一a電容另一端連接第二功率開關源極，第二b電容一端連接第一功率開關源極，所述第二b電容另一端連接第二諧振電感一端，所述第二諧振電感另一端連接第二輔助開關源極，所述第二諧振電感另一端還連接第二功率開關漏極，第二諧振電容一端連接第二輔助開關漏極，所述第二諧振電容另一端連接第二功率開關源極，第二電容一端連接第二功率開關源極，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功率開關漏極。

優選的，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關源極，所述第一二極管負極連接第一功率開關漏極，所述第二二極管正極連接第二功率開關源極，所述第二二極管負極連接第二功率開關漏極，所述第一諧振二極管正極連接第一輔助開關源極，所述第一諧振二極管負極連接第一輔助開關漏極；所述第二諧振二極管正極連接第二輔助開關源極，所述第二諧振二極管負極連接第二輔助開關漏極。

優選的，第二電感，

所述第二電感一端連接電源負極，所述第二電感另一端連接第一功率開關源極。

優選的，還包括：第三電感，所述第三電感一端連接第二功率開關源極，所述第三電感另一端連接第二電容一端。