[发明专利]一种多路交错并联移相双向CUK变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种非隔离直流-直流变换器，特别涉及一种适用于两个不同电压的电压源或电池组之间的能量交换且能量可以双向流动的多路交错并联移相双向CUK变换器。

背景技术

如图1所示，CUK斩波电路也称CUK变换器，是一种对Buck/Boost改进的单管不隔离直流变换器，在输入输出段均有电感，可以显著减小输入和输出电流的脉动，输出电压的极性和输入电压相反，输出电压既可以低于也可以高于输入电压。CUK变换器可看作是Boost变换器和Buck变换器串联而成，合并了开关管。

输入电源电流和输出负载电流都是连续的，且脉动很小，有利于对输入和输出进行滤波。

但是，现有的CUK变换器的功率不高，且变换器无法进行能量双向流动。

因此，特别需要一种多路交错并联移相双向CUK变换器，以解决上述现有存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多路交错并联移相双向CUK变换器，针对现有技术的不足，实现了同步整流，提高了变换器的功率和效率且变换器实现了能量双向流动。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种多路交错并联移相双向CUK变换器，其特征在于，它包括至少一CUK双向变换器单元，所述CUK双向变换器单元包括一由隔离变压器隔离驱动的主开关管Q1和续流管Q2形成的桥臂电路，所述主开关管Q1和续流管Q2由互补的PWM的信号驱动。

在本发明的一个实施例中，所述CUK双向变换器单元包括主开关管Q1、续流管Q2、电感L1、电感L2、电容C、电容C0和电容C1；电源V1的一端分别连接电感L1的一端、电容C0的一端，电源V1的另一端分别连接电容C0的另一端、主开关管Q1的一端、续流管Q2的一端、电容C1的一端和电源V2的一端并接地，电感L1的另一端分别连接主开关管Q1的另一端和电容C的一端，电容C的另一端分别连接续流管Q2的另一端和电感L2的一端，电感L2的另一端分别连接电容C1的另一端和电源V2的另一端。

在本发明的一个实施例中，所述多路交错并联移相双向CUK变换器包括至少二组CUK双向变换器单元，所述CUK双向变换器单元之间互相交错移相并联连接。

在本发明的一个实施例中，所述主开关管Q1和续流管Q2为NMOS管。

本发明的多路交错并联移相双向CUK变换器，与现有技术相比，将续流二极管用NMOS管来替代，从而实现了同步整流和能量双向流动，能够提高变换器的效率；且有效扩展了变换器的功率容量，还能够有效分散功率器件的应力，提高变换器的可靠性，实现本发明的目的。

本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为现有的CUK变换器的电路原理图；

图2为本发明的多路交错并联移相双向CUK变换器的电路原理图；

图3为本发明的双向CUK变换单元的电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例

如图2所示，本发明的多路交错并联移相双向CUK变换器，它包括至少一CUK双向变换器单元，所述CUK双向变换器单元包括一由隔离变压器隔离驱动的主开关管Q1和续流管Q2形成的桥臂电路，所述主开关管Q1和续流管Q2由互补的PWM的信号驱动，实现了同步整流和能量双向流动。

在本实施例中，所述CUK双向变换器单元包括主开关管Q1、续流管Q2、电感L1、电感L2、电容C、电容C0和电容C1；电源V1的一端分别连接电感L1的一端、电容C0的一端，电源V1的另一端分别连接电容C0的另一端、主开关管Q1的一端、续流管Q2的一端、电容C1的一端和电源V2的一端并接地，电感L1的另一端分别连接主开关管Q1的另一端和电容C的一端，电容C的另一端分别连接续流管Q2的另一端和电感L2的一端，电感L2的另一端分别连接电容C1的另一端和电源V2的另一端。

在本实施例中，所述多路交错并联移相双向CUK变换器包括至少二组CUK双向变换器单元，所述CUK双向变换器单元之间互相交错移相并联连接。

使用如图3所示的N路交错移相并联的双向CUK变换器后，功率能增加N倍，而且由于输入输出的电容的工作频率增加了N倍，使得电容的体积和尺寸与同等功率的单元电路相比，能够显著减少。

在本实施例中，所述主开关管Q1和续流管Q2为NMOS管。