[发明专利]基于ZCS PWM双向DC-DC CUK变换器、变换系统和方法

权利要求书

1.一种基于ZCS PWM双向DC-DC CUK变换器，其特征在于，包括：第一电感、第四电感、第一a电容、第一b电容、第二电容、第一功率开关、第二功率开关、第一辅助开关、第二辅助开关、第一谐振电容、第二谐振电容、第一谐振电感、第二谐振电感；

第一电感一端连接储能元件正极，所述第一电感另一端连接第一辅助开关源极，第一谐振电容一端连接第1辅助开关漏极，所述第一谐振电容另一端连接储能元件负极，所述第一谐振电容另一端还连接第一功率开关源极，第一谐振电感一端连接第一辅助开关源极，所述第一谐振电感另一端连接第一功率开关漏极，第一a电容一端连接第一辅助开关源极，所述第一a电容另一端连接第二功率开关源极，第一b电容一端连接第一功率开关源极，所述第一b电容另一端连接第二谐振电感一端，所述第一b电容另一端还连接第二辅助开关源极，所述第二谐振电感另一端连接第二功率开关漏极，第二谐振电容一端连接第二功率开关源极，所述第二谐振电容另一端连接第二辅助开关漏极，第二电容一端连接第二功率开关源极，所述第二电容另一端连接第四电感一端，所述第四电感另一端连接第二辅助开关源极。

2.根据权利要求1所述的基于ZCS PWM双向DC-DC CUK变换器，其特征在于，还包括：第一二极管、第二二极管、第一谐振二极管、第二谐振二极管；所述第一二极管正极连接第一功率开关源极，所述第一二极管负极连接第一功率开关漏极，所述第二二极管正极连接第二功率开关源极，所述第二二极管负极连接第二功率开关漏极，所述第一谐振二极管正极连接第一辅助开关源极，所述第一谐振二极管负极连接第一辅助开关漏极，所述第二谐振二极管正极连接第二辅助开关源极，所述第二谐振二极管负极连接第二辅助开关漏极。

3.根据权利要求1所述的基于ZCS PWM双向DC-DC CUK变换器，其特征在于，还包括：第二电感，

所述第二电感一端连接电源负极，所述第二电感另一端连接第一谐振电容。

4.根据权利要求1所述的基于ZCS PWM双向DC-DC CUK变换器，其特征在于，还包括：第三电感，

所述第三电感一端连接第二谐振电容一端，所述第三电感另一端连接第二电容。

5.一种基于ZCS PWM双向DC-DC CUK变换系统，其特征在于，包括：第一变换器正极输出端连接均衡总线正极端，第一变换器负极输出端连接均衡总线负极端，第二变换器正极输出端连接均衡总线正极端，第二变换器负极输出端连接均衡总线负极端，第N变换器正极输出端连接均衡总线正极端，第N变换器负极输出端连接均衡总线负极端，所述N为正整数。

6.一种基于ZCS PWM双向DC-DC CUK变换系统的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

该电路从左侧向右侧供电时分为三个阶段，

S1，此阶段第一辅助开关、第一功率开关均关断，电流通过第二功率开关续流二极管流通，I_D＝I_i+I_d；

其中，I_i表示输入电流，I_d表示输出电流；

S2，此阶段，S₁导通，由于S₁两端压差大于S₂两端压差，电源和第一a电容、第一b电容开始给第一谐振电感充电，I_q+I_D＝I_i+I_d。其中I_q表示流过S₁的电流；当I_q＝I_i+I_d时，流过第二功率开关续流二极管的电流自动断流；

S3，此阶段，第一辅助开关S_r1导通，第一谐振电感、第一谐振电容、第一功率开关、第一辅助开关构成谐振电路；当I_q＜0时，这时候关断S₁可以实现第一功率开关的零电流开关，当第一谐振电容放电完全时，关断第一辅助开关，可以实现第一辅助开关的零电流开关；

通过改变第二阶段和第三阶段之间的时间间隔来改变输出电压。