[发明专利]一种自动均压双极性Cuk DC-DC变换器有效

专利信息
申请号: 202011566207.7 申请日: 2020-12-25
公开(公告)号: CN112737332B 公开(公告)日: 2022-02-08
发明(设计)人: 邾玢鑫;刘昱;张耀;杨楠;马辉 申请(专利权)人: 三峡大学
主分类号: H02M3/158 分类号: H02M3/158;H02M3/00
代理公司: 宜昌市三峡专利事务所 42103 代理人: 吴思高
地址: 443002 *** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 自动 均压双 极性 cuk dc 变换器
【说明书】:

一种自动均压双极性Cuk DC‑DC变换器,该变换器该变换器包含一个直流输入源,一个基本Cuk变换器,m‑1个同极性扩展单元,n个反极性电压扩展单元。同极性、反极性扩展单元由一个电感、两个电容及一个二极管所构成,通过调节同极性、反极性扩展单元的个数,即可实现对变换器输入输出增益及开关器件电压应力的调节。该变换器具有控制及驱动电路简单、输入输出电压调节范围宽、开关器件电压应力低等优势,较适合于输出需要正负电源输出且输入电压与输出电压变化范围比较大的应用场合。

技术领域

发明涉及一种DC-DC变换器,具体涉及一种自动均压双极性Cuk DC-DC变换器。

背景技术

在输入和输出电压变化均较大的应用场合,输入电压即可能高于输出电压,也可能低于输出电压,此时适用的常见非隔离型升降压DC-DC变换器有Buck-Boost、Cuk、Sepic以及Zeta电路。理论上通过调节占空比D,这些变换器的输入输出增益可以在零至无穷大之间变化,但受元器件及电路寄生参数的影响,这些变换器的升压能力受到了较大的限制。目前提高DC-DC变换器输入输出增益的方案多基于Boost电路而构建,因而这些电路通常在同一时间只能实现与电源同极性或者反极性的电压输出。因此研究即可实现高增益升压、同时也可实现双极性输出的新型双极性宽输入输出升降压DC/DC变换器具有重要意义。

发明内容

为解决现有非隔离型高增益DC-DC变换器不能同时实现产生高增益双极性电压的问题,本发明基本Cuk电路提出一种自动均压双极性Cuk DC-DC变换器,该变换器由基本Cuk变换器和若干个增益扩展单元组成。通过调节增益扩展单元的个数即可实现对变换器输入输出增益以及开关器件电压应力的调节。该变换器具有控制及驱动电路简单、输入输出电压调节范围宽、开关器件电压应力低等优势;较适合于输出需要正负电源输出且输入电压与输出电压变化范围比较大的应用场合。

本发明采取的技术方案为:

一种自动均压双极性Cuk DC-DC变换器,该变换器包含一个直流输入源,一个基本Cuk变换器,m-1个同极性扩展单元,n个反极性电压扩展单元;其中:

基本Cuk变换器包含两个电感L、LP1,两个电容CP11、CP12,一个功率开关S1,一个二极管DP1;其连接形式如下:电感L的一端接直流输入源的正极,电感L的另一端分别连接功率开关S1的漏极以及电容CP11的一端,电容CP11的另一端分别与电感LP1的一端以及二极管DP1的阳极相连,电感LP1的另一端与电容CP12的一端相连,功率开关S1的源极、二极管DP1的阴极以及电容CP12的另一端与直流输入源的负极相连;

第1个同极性扩展单元包含电感LP2、二极管DP2两个电容CP21、CP22;其中,电容CP21的另一端分别与电感LP2的一端以及二极管DP2的阳极相连,电感LP2的另一端与电容CP22的一端相连;

第2个同极性扩展单元包含电感LP3、二极管DP3两个电容CP31、CP32;其中,电容CP31的另一端分别与电感LP3的一端以及二极管DP3的阳极相连,电感LP3的另一端与电容CP32的一端相连;

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