[发明专利]一种多态开关及使用该多态开关的变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种多态开关，本发明还涉及使用该多态开关的变换器。 

背景技术

高频开关电源广泛应用于不同的场合，很多情况下都需要把电源电压从一个电压等级变换到另一个需要的电压等级；在交流到直流(AC/DC)的转换系统中除了需要实现所要求的电压转换功能，还需要满足各种标准对功率因数(Power Factor，简称PF)、总谐波含量(Total HarmonicsDistortion，简称THD)和电磁干扰(Electromagnetic interfere，简称EMI)的要求；在交流不间断电源(Un-interrupt Power Supply，简称UPS)系统中，系统所输出的交流电压也需要满足不同标准的要求。高功率密度高性价比的产品是每个客户所期望的，为了实现这个目标很多工程师投入大量的时间和精力研究解决方案，至今仍旧是工程师们追求的目标。 

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题就是为了克服以上的不足，提出了一种多态开关，使用该多态开关的变换器具有高功率密度、高性价比的特性。 

本发明所要解决的第二个技术问题就是为了克服以上的不足，提出了一种使用该多态开关的变换器，该变换器具有高功率密度、高性价比的特性。 

本发明的第一个技术问题通过以下的技术方案予以解决：一种多态开关，包括变压器和开关组，所述变压器包括至少三个原边绕组和至少三个副边绕组，所述变压器各个副边绕组的同名端与其相邻的副边绕组的异名端相连，所述变压器各个原边绕组的同名端相互连接；所述开关组包括由第一开关管和第四开关管相连组成的第一桥臂、由第二开关管和第五开关管相连组成的第二桥臂、由第三开关管和第六开关管相连组成的第三桥臂，所述第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂并联，所述变压器第一原边绕组的异名端连接在第一开关管和第四开关管之间，所述第二原边绕组的异名端连 接在第二开关管和第五开关管之间，所述第三原边绕组的异名端连接在第三开关管和第六开关管之间。 

优选地，所述变压器有四个原边绕组和四个副边绕组，所述开关组还包括由第七开关管和第八开关管相连组成的第四桥臂，所述第四桥臂与第一桥臂并联，所述第四原边绕组的异名端连接在第七开关管和第八开关管之间。 

所述变压器各个原副边绕组的匝数相同。 

本发明的第二个技术问题通过以下的技术方案予以解决：一种变换器，包括多态开关、电感、第一电容、第二电容，所述多态开关包括变压器和开关组，所述变压器包括至少三个原边绕组和至少三个副边绕组，所述变压器各个副边绕组的同名端与其相邻的副边绕组的异名端相连；所述开关组至少包括由第一开关管和第四开关管相连组成的第一桥臂、由第二开关管和第五开关管相连组成的第二桥臂、由第三开关管和第六开关管相连组成的第三桥臂，所述第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂并联，所述变压器第一原边绕组的异名端连接在第一开关管和第四开关管之间，所述第二原边绕组的异名端连接在第二开关管和第五开关管之间，所述第三原边绕组的异名端连接在第三开关管和第六开关管之间，所述电感第一端与输入电源相连，所述电感第二端与变压器各个原边绕组的同名端相连，所述第一电容、第二电容相互连接后跨接在各个桥臂上，所述第一电容和第二电容中点接地。 

本发明与现有技术对比的有益效果是：使用本发明的多态开关的变换器可以在很多方面改善电路的特性，应用多态开关的变换器不需要专门的均流电路，因为变压器的副边可以自然均流。降低无源器件如电容(直流母线电容，滤波电容)和电感(滤波电感，升降压电感)的应力。减小无源器件的尺寸。可以减小电感、电容的纹波，减小开关管的导通和开关损耗(相同功率等级下可以使用小开关管)。提高系统动态特性。提高系统性能，提高功率因数(PF)、降低总谐波含量(THD)。 

附图说明

图1是本发明具体实施方式一的结构示意图； 

图2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h是本发明具体实施方式一的开关状态的示意图； 

图3是本发明具体实施方式二的结构示意图； 

图4是本发明具体实施方式三的结构示意图； 

图5是本发明具体实施方式四的结构示意图； 

图6是本发明具体实施方式五的结构示意图； 

图7是本发明具体实施方式六的结构示意图； 

图8是本发明具体实施方式七的结构示意图； 

图9是本发明具体实施方式八的结构示意图；