[發明專利]一種兩電感電流型變換器及其設計方法

有效

• 申請號: 202110748577.0
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113452259B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 蔡瑤;潘堯;孫孝峰;盧志剛;李學平;王杰
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

1.一種兩電感電流型變換器，其特征在于，所述變換器包括雙Boost升壓電路、諧振單元和變壓器；

所述諧振單元包括諧振電感L_r、諧振電容C_r和并聯電容C_c；所述諧振電感L_r的一端與所述雙Boost升壓電路的前橋臂的連接端相連接，所述諧振電感L_r的另一端與所述變壓器原邊的一端相連接；所述諧振電容C_r的一端與所述雙Boost升壓電路的后橋臂的連接端相連接，所述諧振電容C_r的另一端與所述變壓器原邊的另一端相連接；所述并聯電容C_c并聯連接于所述變壓器副邊的兩端；

對所述諧振單元進行設計的設計方法包括：根據變壓器匝比、變換器的輸入電壓及輸出電壓計算增益；以所述增益作為輸入，根據增益與相對頻率之間的擬合關系式計算相對頻率；以所述相對頻率作為輸入，根據品質因數與相對頻率之間的擬合關系式計算品質因數；根據所述品質因數計算特征阻抗；根據所述特征阻抗、預設阻抗比和預設諧振角頻率計算諧振單元的諧振參數。

2.根據權利要求1所述的變換器，其特征在于，所述雙Boost升壓電路包括電壓輸入源、前橋臂、后橋臂、整流電路和負載；

所述電壓輸入源分別與所述前橋臂和所述后橋臂并聯連接；所述前橋臂包括串聯連接的第一升壓電感L₁和第一開關管S₁；所述后橋臂包括串聯連接的第二升壓電感L₂和第二開關管S₂；所述第一升壓電感L₁和所述第一開關管S₁的連接點即為所述前橋臂的連接端；所述第二升壓電感L₂和所述第二開關管S₂的連接點即為所述后橋臂的連接端；

所述整流電路的輸入端與所述變壓器副邊相連接，所述整流電路的輸出端與所述負載相連接。

3.根據權利要求2所述的變換器，其特征在于，所述整流電路包括第一二極管D₁、第二二極管D₂、第一電容C₁和第二電容C₂；

所述第一二極管D₁的正極和所述第二二極管D₂的負極均與所述變壓器副邊的一端相連接；所述第一二極管D₁的負極與所述負載的一端相連接；所述第二二極管D₂的正極與所述負載的另一端相連接；

所述第一電容C₁的一端和所述第二電容C₂的一端均與所述變壓器副邊的另一端相連接；所述第一電容C₁的另一端與所述負載的一端相連接；所述第二電容C₂的另一端與所述負載的另一端相連接。

4.根據權利要求2所述的變換器，其特征在于，所述變換器還包括設置于所述電壓輸入源和所述前橋臂之間的第一穩壓電容；

所述第一穩壓電容并聯連接于所述電壓輸入源的兩端；所述第一穩壓電容用于對所述電壓輸入源的輸出電壓進行濾波，得到穩定輸入電壓。

5.根據權利要求2所述的變換器，其特征在于，所述變換器還包括設置于所述整流電路和所述負載之間的第二穩壓電容；

所述第二穩壓電容并聯連接于所述負載的兩端；所述第二穩壓電容用于對所述整流電路的輸出電壓進行濾波，得到穩定輸出電壓。

6.一種兩電感電流型變換器的設計方法，其特征在于，所述變換器包括權利要求1所述的諧振單元，對所述諧振單元進行設計的設計方法包括：

根據變壓器匝比、變換器的輸入電壓及輸出電壓計算增益；

以所述增益作為輸入，根據增益與相對頻率之間的擬合關系式計算相對頻率；

以所述相對頻率作為輸入，根據品質因數與相對頻率之間的擬合關系式計算品質因數；

根據所述品質因數計算特征阻抗；

根據所述特征阻抗、預設阻抗比和預設諧振角頻率計算諧振單元的諧振參數。