[發明專利]一種多輸入高可靠性電容電流一致型Zeta DC-DC變換器

在審

• 申請號: 202111131193.0
• 申請日: 2021-09-26
• 公開（公告）號: CN113890350A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 邾玢鑫;杜偉兮;劉佳欣
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/08;H02M1/32;H02M1/42
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

一種多輸入高可靠性電容電流一致型Zeta DC?DC變換器，該變換器包含m+n+1個直流輸入源，一個基本Zeta變換器，m個正向電壓擴展單元,n個負向電壓擴展單元。所有擴展單元由一個直流源，兩個電感、兩個電容及一個二極管所構成，通過調節擴展單元的個數，即可實現對變換器輸入輸出增益及開關器件電壓應力的調節。該變換器具有控制及驅動電路簡單、輸入輸出電壓調節范圍寬、可靠性高的特點，在其中一個開關管損壞時，其余電路能正常工作；較適合于輸出輸入電壓與輸出電壓變化范圍比較大、需要多個電源同時供電且可靠性要求高的應用場合。

技術領域

本發明涉及一種DC-DC變換器，具體涉及一種多輸入高可靠性電容電流一致型Zeta DC-DC變換器。

背景技術

在輸入和輸出電壓變化均較大的應用場合，輸入電壓既可能高于輸出電壓，也可能低于輸出電壓。此時適用的常見非隔離型升降壓DC-DC變換器有Buck-Boost、Cuk、Sepic以及Zeta電路。理論上通過調節占空比D，這些變換器的輸入輸出增益可以在零至無窮大之間變化，但受元器件及電路寄生參數的影響，這些變換器的升壓能力受到了較大的限制。

目前多輸入DC-DC變換器輸入輸出增益的方案，基本不具備高增益輸出且可靠性較差。因此研究可實現高增益升壓同時、也具有高可靠性的多輸入升降壓DC/DC變換器具有重要意義。

發明內容

為解決現有非隔離型多輸入高增益DC-DC變換器可靠性不高的問題。本發明基于基本Zeta變換器而提出一種多輸入高可靠性Zeta DC-DC變換器，該變換器由基本Zeta變換器、輸入單元和若干個增益擴展單元組成。通過調節增益擴展單元的個數，即可實現對變換器輸入輸出增益以及開關器件電壓應力的調節。該變換器具有控制及驅動電路簡單、輸入輸出電壓調節范圍寬、可靠性高的特點。在增益擴展單元其中一個開關管損壞時，其余電路能正常工作。較適合于輸出輸入電壓與輸出電壓變化范圍比較大、需要多個電源供電且可靠性要求高的應用場合。

本發明采取的技術方案為：

一種多輸入高可靠性Zeta DC-DC變換器，該變換器包括：m+n+1個直流輸入源，一個基本Zeta變換器，m個正向電壓擴展單元，n個負向電壓擴展單元；

所述基本Zeta變換器包含電感L₁、L₂，電容C₁、C₂，功率開關S₁，二極管D₁；

功率開關S₁漏極連接直流輸入源u_in正極，功率開關S₁源極分別連接電感L₁一端、電容C₁一端，電容C₁另一端分別連接二極管D₁陰極、電感L₂一端，電感L₂另一端連接電容C₂一端，電容C₂另一端、二極管D₁陽極、電感L₁另一端均連接直流輸入源u_in負極；

m個正向電壓擴展單元中：