[发明专利]单输入多输出M开关组DC-DC变换器及其控制方法

权利要求书

1.单输入多输出M开关组DC-DC变换器，其特征在于：包括一个直流输入电源（U_dc）、M-1路直流负载（R₁、R₂、…、R_M-1）、M个开关组（A₁、A₂、…、A_M）和耦合电感（L_p：L_s）；第j个开关组（A_j）由N个功率单元（SM_Aj1、SM_Aj2、…、SM_AjN）串联组成， j的取值为1~M，N为正整数；第j开关组（A_j）的上端构成变换器第j端口T_j，j取值为1~M-1，第M-1开关组的下端构成端口T_M，第M开关组的下端与接地点n相连；第一开关组（A₁）的下端与耦合电感原边（L_p）的同名端连接，耦合电感原边（L_p）的非同名端与第二开关组（A₂）的上端连接，第j开关组（A_j）的下端与第j+1开关组（A_j+1）的上端连接，j的取值为2~M-2, 第M-1开关组的下端与耦合电感副边（L_s）的同名端连接，耦合电感副边（L_s）的非同名端与第M开关组（A_M）的上端连接，第M开关组（A_M）的下端与地端（n）连接；

直流输入电源（U_dc）、M-1路直流负载（R₁、R₂、…、R_M-1）与M个端口（T₁、T₂、…、T_M）有三种不同连接方式；第一种方式为：第一端口（T₁）连接直流输入电源（U_dc）的正极，直流输入电源（U_dc）的负极与地（n）连接，第二端口（T₂）至第M端口（T_M）依次分别与M-1路直流负载（R₁、R₂、…、R_M-1）的一端连接，M-1路直流负载（R₁、R₂、…、R_M-1）的另一端与地连接，实现降压功能；第二种方式为：直流输入电源（U_dc）的正极连接第M端口，直流输入电源（U_dc）的负极与地（n）连接，第一端口（T₁）至第M-1端口（T_M-1）依次分别与M-1路直流负载（R₁、R₂、…、R_M-1）的一端连接，M-1路直流负载（R₁、R₂、…、R_M-1）的另一端与地连接，实现升压功能；第三种方式为：直流输入电源（U_dc）的正极连接第j端口，j取值为2~M-1，直流输入电源（U_dc）的负极与地（n）连接，其余M-1个端口依次分别与M-1路直流负载（R₁、R₂、…、R_M-1）的一端连接，M-1路直流负载（R₁、R₂、…、R_M-1）的另一端与地连接，同时实现升降压功能；功率开关单元包括第一开关管（S₁）、第二开关管（S₂）、第一二极管（D₁）、第二二极管（D₂）和电容（C_SM）；其中，电容（C_SM）的正极与第二开关管（S₂）的集电极、第二二极管（D₂）的阴极连接，第二开关管（S₂）的发射极与第二二极管（D₂）的阳极、第一开关管（S₁）的集电极、第一二极管（D₁）的阴极连接，第一开关管（S₁）的发射极与第一二极管（D₁）的阳极、电容（C_SM）的负极连接；第一开关管（S₁）的集电极作为第一输出端，第一开关管（S₁）的发射极作为第二输出端。