[發明專利]一種對分升壓式高升壓比DC/DC變換器

在審

• 申請號: 202110273589.2
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113014089A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 張超;張加勝
• 申請（專利權）人: 張超;張加勝
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/14;H02J3/38
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 孟繁修;苗峻

1.一種對分升壓式高升壓比DC/DC變換器，其特征在于，包括：N個同類升降壓單元，將高輸出直流電壓分散到N個同類升降壓單元輸出串聯實現，N為大于1的整數，所述的N個同類升降壓單元的輸入端并聯，共用同一輸入電壓源，并且通過對N個同類升降壓單元交錯PWM控制減小輸出直流電壓脈動紋波。

2.根據權利要求1所述的對分升壓式高升壓比DC/DC變換器，其特征在于，包括：升降壓變換單元、升降壓對偶變換單元、輸入直流電壓源支路和輸出直流電壓支路；

所述的升降壓變換單元以輸入電源E作為直流輸入電壓源，包括第一開關管T₁，第一二極管D₁，第一電感L₁，第一電容C₁；C₁正極性端接第一二極管D₁的陰極端，D₁的陽極端接第一開關管T₁的集電極，第一開關管T₁的發射極接輸入電源E的負極端，輸入電源E的正極端接C₁負極性端，第一電感L₁跨接于第一開關管T₁的集電極與輸入電源E的正極之間；

所述的升降壓對偶變換單元同樣以輸入電源E作為直流輸入電壓源，包括第二開關管T₂，第二二極管D₂，第二電感L₂，第二電容C₂；C₂負極性端接第二二極管D₂的陽極端，D₂的陰極端接第二開關管T₂的發射極，第二開關管T₂的集電極接輸入電源E的正極端，輸入電源E的負極端接C₂正極性端，第二電感L₂跨接于第二開關管T₂的發射極與輸入電源E的負極之間；

所述的輸入直流電壓源支路由輸入電源E組成，作為升降壓變換單元和升降壓對偶變換單元所共用的直流輸入電壓源；

所述的輸出直流電壓支路，包括第一電容C₁，輸入電源E和第二電容C₂；單直流輸出電壓U_d由此三只元件上的直流端電壓順極性串聯組成，即，第一電容C₁的正極性端作為輸出電壓U_d的正極性端，直接接負載，C₁的負極性端接輸入電源E的正端，E的負極端接第二電容C₂的正極性端，C₂的負極性端作為輸出電壓U_d的負極性端，接負載的另一端。

3.根據權利要求2所述的對分升壓式高升壓比DC/DC變換器，其特征在于，第一開關管T₁和第二開關管T₂的典型的對稱控制方式是兩只開關管T₁和T₂的PWM控制周期和占空比都相同，但是相位上交錯半周期，兩只開關管T₁和T₂的PWM占空比調節范圍均為0～1，輸出電壓U_d由變換控制器交錯半周期調節T₁、T₂兩只開關管PWM占空比來決定。

4.根據權利要求2或3所述的對分升壓式高升壓比DC/DC變換器，其特征在于，在兩只開關管T₁和T₂的PWM控制周期和占空比都相同的典型對稱控制方式，且電感電流連續的控制模式下，輸出直流電壓U_d與直流輸入電源E之間的升壓比M(或稱電壓轉換比)為：

式中d為T₁、T₂兩只開關管的PWM占空比。

5.根據權利要求2所述的對分升壓式高升壓比DC/DC變換器，其特征在于，第一開關管T₁和第二開關管T₂也可以采用不同的控制方式，兩只開關管T₁和T₂的PWM控制周期和占空比都可以不同，各自獨立控制。

6.根據權利要求2所述的對分升壓式高升壓比DC/DC變換器，其特征在于，第一開關管T₁和第二開關管T₂選用IGBT或VDMOSFET快速全控型器件，第一二極管D₁和第二二極管D₂采用高壓快恢復電力二極管，第一電容C₁和第二電容C₂選用容量較大的電容器，有無極性均可，第一電感L₁和第二電感L₂選用適合頻率較高的鐵氧體、非晶態合金等作導磁介質的磁芯電感，磁路留有氣隙。