[發明專利]一種高增益低紋波軟開關雙向DC-DC變換器

在審

• 申請號: 202111385346.4
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN114142735A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 曾濤;張林渠;劉健豪;康沛;何良宗;李钷
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/088;H02M1/14
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 連耀忠

1.一種高增益低紋波軟開關雙向DC-DC變換器，其特征在于，所述雙向DC-DC變換器的工作方式分為正向能量傳輸模式和反向能量傳輸模式；具體為：

正向能量傳輸時，雙向DC-DC變換器由交錯并聯BOOST電路，鉗位電路，變壓器和正向開關電容電路組成，交錯并聯BOOST電路和鉗位電路連接在變壓器的一次側，變壓器的二次側連接開關電容電路；

反向能量傳輸時，雙向DC-DC變換器由反向開關電容電路和變壓器、鉗位電路、交錯并聯BUCK電路組成，反向開關電容電路連接在變壓器的一次側，變壓器的二次側連接鉗位電路、交錯并聯BUCK電路。

2.根據權利要求1所述的一種高增益低紋波軟開關雙向DC-DC變換器，其特征在于，所述交錯并聯BOOST電路，包括第一電感L₁、第二電感L₂、第一開關管S₁，第二開關管S₂，第三開關管S₃，第四開關管S₄，具體為：

第二電感L₂的一端連接第一開關管S₁的源極和第二開關管S₂的漏極，第一電感L₁的一端連接第三開關管S₃的源極和第四開關管S₄的漏極，第一開關管S₁的漏極和第三開關管S₃的漏極相連，第二開關管S₂的源極和第四開關管S₄的源極相連；第一電感L₁的另一端第二電感L₂的另一端相連。

3.根據權利要求1所述的一種高增益低紋波軟開關雙向DC-DC變換器，其特征在于，所述鉗位電路為鉗位電容Cc。

4.根據權利要求1所述的一種高增益低紋波軟開關雙向DC-DC變換器，其特征在于，所述正向開關電容電路，包括第一諧振電容C_1a、第二諧振電容C_1b和第一輸出電容C_2a、第二輸出電容C_2b，具體為：

所述第一諧振電容C_1a和第二諧振電容C_1b串聯組成諧振電容模塊，第一輸出電容C_2a和第二C_2b串聯組成輸出電容模塊；所述諧振電容模塊和輸出電容模塊并聯。

5.根據權利要求1所述的一種高增益低紋波軟開關雙向DC-DC變換器，其特征在于，所述反向開關電容電路，包括第一輸出電容C_2a、第二輸出電容C_2b、第三三極管Q₃和第四三極管Q₄，具體為：

第一輸出電容C_2a的一端連接第三三極管Q₃的漏極，第三三極管Q₃的源極連接第四三極管Q₄的漏極，第四三極管Q₄的源極連接第二輸出電容C_2b的一端，第二輸出電容C_2b的另一端連接第三三極管Q₃的漏極；所述第三三極管Q₃和第四三極管Q₄均為開關管。

6.根據權利要求1所述的一種高增益低紋波軟開關雙向DC-DC變換器，其特征在于，正向能量傳輸時交錯并聯BOOST電路，在進行反向能量傳輸時，為交錯并聯BUCK電路。

7.根據權利要求3所述的高增益低紋波軟開關雙向DC-DC變換器，其特征在于，能量正向傳輸時，第一開關管S₁和第三開關管S₃實現零電壓開通/關斷。

8.根據權利要求5所述的高增益低紋波軟開關雙向DC-DC變換器，其特征在于，正向能量傳輸時，二次側通過變壓器的漏感和諧振電容的諧振，實現二次側開關管的零電流關斷。

9.根據權利要求8所述的高增益低紋波軟開關雙向DC-DC變換器，其特征在于，正向能量傳輸時，二次側實現開關管的零電流關斷的方法是：諧振持續時間長度小于開關管驅動信號低電平時間。