[發明專利]電容自穩壓低開關電壓應力高增益直流變換器及控制方法

有效

• 申請號: 202110874827.5
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113659835B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 王玉斌;王璠;王深泓
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/088;H02M1/32;H02M1/38
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.電容自穩壓低開關電壓應力直流變換器，其特征是，包括：

電感L₁，L₂，電容C₁，C₂，C₃和開關器件S₁，S₂，S₃，S₄，S₅，S₆；

電感L₁，L₂的第一端共同與低壓側電源V_L的正極相連，電感L₁的第二端與開關器件S₅的第一端和開關器件S₆的第二端相連，電感L₂的第二端與開關器件S₃的第一端和電容C₂的第二端相連；

電容C₁的第一端與開關器件S₄的第一端和高壓側負載R的正極相連，電容C₁的第二端與開關器件S₁、S₃的第二端和低壓側電源V_L的負極以及高壓側負載R的負極相連；

電容C₂的第一端與開關器件S₂的第一端和開關器件S₄的第二端相連，電容C₃的第一端與開關器件S₂的第二端和開關器件S₆的第一端相連；

電容C₃的第二端與開關器件S₁的第一端和開關器件S₅的第二端相連。

2.如權利要求1所述的電容自穩壓低開關電壓應力直流變換器，其特征是，電容C₁、電容C₂和電容C₃的第一端為電容的正極，第二端為電容的負極。

3.如權利要求1所述的電容自穩壓低開關電壓應力直流變換器，其特征是，開關器件S₁，S₂，S₃，S₄，S₅，S₆為N溝道場效應晶體管MOSFET或絕緣柵晶體管IGBT，當開關器件為N溝道場效應晶體管MOSFET時，所述開關器件的第一端為MOSFET的漏極，第二端為MOSFET的源極，第三端為MOSFET的柵極；

當開關器件為絕緣柵晶體管IGBT時，所述開關器件的第一端為IGBT的集電極，所述開關器件的第二端為IGBT的發射極，所述開關器件的第三端為IGBT的柵極。

4.基于權利要求1-3任一所述的電容自穩壓低開關電壓應力直流變換器的控制方法，其特征是，包括：

控制開關器件S₁的開關信號占空比D的范圍在0.5到1之間；

控制開關器件S₃的開關信號占空比為D且相位滯后開關器件S₁的開關信號180°；

控制開關器件S₅的開關信號占空比為D–ΔD且與開關器件S₁的開關信號上升沿同相位，ΔD大小趨近于0；

控制開關器件S₂，S₄，S₆的開關信號分別與開關器件S₁，S₃，S₅的開關信號互補導通，以使得所有開關器件的電壓應力均不超過輸出電壓的一半。

5.基于權利要求4所述的電容自穩壓低開關電壓應力直流變換器的控制方法，其特征是，基于上述控制方法下，變換器的電壓變比為：

其中，V_H為高壓側電壓，V_L為低壓側電壓，D為開關器件S₁的占空比。