[发明专利]一种非隔离型大功率高升压比双向DC/DC变换器及控制方法

权利要求书

1.一种非隔离型大功率高升压比双向DC/DC变换器，其特征在于：所述变换器包括第一功率开关管S₁、第二功率开关管S₂、第三功率开关管S₃、第四功率开关管S₄、第五功率开关管S₅、第六功率开关管S₆、第七功率开关管S₇、第八功率开关管S₈、第一升压电感L₁、第二升压电感L₂、第三升压电感L₃、升压电容C、箝位电容C_fly、降压模式滤波电容C_L、升压模式滤波电容C_H、降压模式负载R_L、升压模式负载R_H、降压模式电源V_H、升压模式电源V_L；

所述变换器具有升压模式和降压模式，其中升压模式的连接方式如下：

升压模式电源V_L的正极分别与第一功率开关管S₁集电极、第七功率开关管S₇集电极、第三升压电感L₃一端相连；

第一功率开关管S₁的发射极分别与第一升压电感L₁的一端、第二功率开关管S₂的集电极相连；

第七功率开关管S₇的发射极分别与第二升压电感L₂的一端、第八功率开关管S₈的集电极相连；

第一升压电感L₁的另一端、第二升压电感L₂的另一端与升压模式电源V_L的负极、升压电容C一端相连；

第二功率开关管S₂的发射极、第八功率开关管S₈的发射极分别与第六功率开关管S₆发射极、升压电容C的另一端、升压模式滤波电容C_H的一端、升压模式负载R_H一端相连；

第三升压电感L₃的另一端分别与第四功率开关管S₄的发射极、第五功率开关管S₅的集电极相连，第五功率开关管S₅的发射极分别与第六功率开关管S₆的集电极、钳位电容C_fly一端相连；

第四功率开关管S₄的集电极分别与第三功率开关管S₃的发射极、箝位电容C_fly的另一端相连；

第三功率开关管S₃的集电极分别与升压模式滤波电容C_H的另一端、升压模式负载R_H另一端相连；

所述变换器降压模式的连接方式如下：

降压模式滤波电容C_L的一端分别与降压模式负载R_L一端、第一功率开关管S₁集电极、第七功率开关管S₇集电极、第三升压电感L₃一端相连；

第一功率开关管S₁的发射极分别与第一升压电感L₁的一端、第二功率开关管S₂的集电极相连；

第七功率开关管S₇的发射极分别与第二升压电感L₂的一端、第八功率开关管S₈的集电极相连；

第一升压电感L₁的另一端、第二升压电感L₂的另一端分别与降压模式滤波电容C_L的另一端、降压模式负载R_L另一端、升压电容C一端相连；

第二功率开关管S₂的发射极、第八功率开关管S₈的发射极分别与第六功率开关管S₆发射极、升压电容C的另一端、降压模式电源V_H负极相连；

第三升压电感L₃的另一端分别与第四功率开关管S₄的发射极、第五功率开关管S₅的集电极相连，第五功率开关管S₅的发射极分别与第六功率开关管S₆的集电极、钳位电容C_fly一端相连；

第四功率开关管S₄的集电极分别与第三功率开关管S₃的发射极、箝位电容C_fly的另一端相连；

第三功率开关管S₃的集电极在升压模式时与升压模式滤波电容C_H的另一端、升压模式负载R_H另一端相连；

第三功率开关管S₃的集电极在降压模式时与降压模式电源V_H正极相连。

2.一种基于权利要求1所述非隔离型大功率高升压比双向DC/DC变换器的控制方法，其特征在于：

升压模式下，第一功率开关管S₁与第五功率开关管S₅驱动信号交错180°，第六功率开关管S₆与第七功率开关管S₇驱动信号交错180°；第一功率开关管S₁与第六功率开关管S₆采用相同驱动信号，第五功率开关管S₅与第七功率开关管S₇采用相同驱动信号，电压增益为1/(1-D)²，D为第一功率开关管S₁的导通占空比；

降压模式下，第四功率开关管S₄与第二功率开关管S₂驱动信号交错180°，第三功率开关管S₃与第八功率开关管S₈驱动信号交错180°，第二功率开关管S₂和第三功率开关管S₃采用相同驱动信号，第四功率开关管S₄与第八功率开关管S₈采用相同驱动信号，电压增益为D²，D为第一功率开关管S₁的导通占空比。