[發明專利]一種諧振開關電容變換器

在審

• 申請號: 202310296475.9
• 申請日: 2023-03-24
• 公開（公告）號: CN116232048A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 姚凱;阮新波;邵蕃光;毛瑞鑫;任璐軍
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;南京航空航天大學
• 主分類號: H02M3/00
• 分類號: H02M3/00;H02M3/07;H02M1/00
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 張菊萍

本發明提供一種諧振開關電容變換器，屬于高效率高功率電力電子技術領域，該諧振開關電容變換器在傳統8:1諧振開關電容變換器基礎上，通過對電路各個模態的等效電路進行分析，優化諧振電感數量，使第一諧振模塊和第二諧振模塊中諧振電感的數量總和為一，即第一諧振模塊包括諧振電感Lsubgt;a/subgt;且第二諧振模塊不包括諧振電感、第二諧振模塊包括諧振電感Lsubgt;bA/subgt;且第一諧振模塊不包括諧振電感、第二諧振模塊包括諧振電感Lsubgt;bB/subgt;且第一諧振模塊不包括諧振電感。本發明與傳統8:1諧振開關電容變換器相比，降低了諧振電感的使用數量，變換器體積被進一步優化，擴展了該變換器的應用場景。

技術領域

本發明屬于高效率高功率電力電子技術領域，具體涉及一種諧振開關電容變換器。

背景技術

近年來，隨著電力電子技術的快速發展，小型化、高頻化和高效率已經成為直流開關電源設計的基本要求。開關電容類變換器(SCC)因其體積小和能量密度高在中小功率場合得到了廣泛的應用。然而，由于開關電容變換器中電容在周期性的充放電過程中，電流應力較大，可能導致變換效率隨著輸出電流的增加而明顯降低，所以，通過將諧振技術引入開關電容變換器，將電感元件與SCC開關電容串聯構成諧振單元，即諧振開關電容變換器(RSCC)，有利于對變換器效率及功率密度進一步優化，從而實現更好的性能。

為了提高開關電容變換器效率，參見圖1，現有技術提供一種8：1諧振開關電容變換器。該8：1諧振開關電容變換器通過將三個2：1RSCC單元進行級聯，其中，第一級采用一個2：1RSCC模塊，第二級和第三級均采用兩個2：1RSCC模塊并行的方式，并且移除冗余的電容和開關管之后，得到如圖1所示的8：1諧振開關電容變換器拓撲結構。

然而，上述8：1諧振開關電容變換器中電感的數量限制了變換器體積，導致變換器體積增加，不利于在便攜式設備中的應用，因此，亟需一種具備高效率高功率密度特性且質量更輕、體積更小的諧振開關電容變換器。

發明內容

本發明提供一種諧振開關電容變換器，通過對諧振電感數量進行優化，以解決現有8:1諧振開關電容變換器體積較大的問題。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：