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一种双输入高可靠性电容电流一致型CukDC-DC变换器制造技术

技术编号:32009921 阅读:16 留言:0更新日期:2022-01-22 18:26
一种双输入高可靠性电容电流一致型Cuk DC

【技术实现步骤摘要】
一种双输入高可靠性电容电流一致型Cuk DC

DC变换器


[0001]本专利技术涉及一种DC

DC变换器,具体涉及一种双输入高可靠性电容电流一致型Cuk DC

DC变换器。

技术介绍

[0002]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。
[0003]目前双输入DC

DC变换器输入输出增益的方案多采用基本电路并联构建,但可靠性较差。因此研究即可实现高增益升压同时也具有高可靠性的双输入升降压DC/DC变换器具有重要意义。

技术实现思路

[0004]为解决现有非隔离型双输入高增益DC

DC变换器可靠性不高的问题。本专利技术基于基本Cuk变换器而提出一种双输入高可靠性电容电流一致型Cuk DC

DC变换器,该变换器由基本Cuk变换器、基本Sepic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、可靠性高的特点;在其中一个开关管损坏时,其余电路能正常工作;较适合于输出输入电压与输出电压变化范围比较大、需要两个电源同时供电且可靠性要求高的应用场合。
[0005]本专利技术采取的技术方案为:
[0006]一种双输入高可靠性电容电流一致型Cuk DC

DC变换器,该变换器包括:
[0007]基本Cuk变换器、基本Sepic变换器,m个正向扩展单元,n个负向扩展单元;
[0008]所述基本Cuk变换器包含电感L1、L2,电容C1、C2,功率开关S1,二极管D1;其中,电感L1的一端连接直流输入源u
in1
的正极,电感L1的另一端分别连接功率开关S1的漏极、电容C1的一端,电容C1的另一端分别连接二极管D1的阳极、电感L2的一端,电感L2的另一端连接电容C2的一端,功率开关S1的源极、二极管D1的阴极、电容C2的另一端连接直流输入源u
in1
的负极;
[0009]所述基本Sepic变换器包含两个电感L3、L4,电容C3、C4,功率开关S2,二极管D2;其中,电感L3的一端连接直流输入源u
in2
的正极,电感L3的另一端分别连接功率开关S2的漏极、电容C3的一端,电容C3的另一端分别连接二极管D2的阳极、电感L4的一端,电感L4的另一端连接电容C4的一端,电容C4的另一端连接二极管D2的阴极;
[0010]基本Cuk变换器的直流输入源u
in1
的负极连接基本Sepic变换器的直流输入源u
in2
的负极,基本Cuk变换器中电容C2的另一端连接基本Sepic变换器中电容C4的一端;
[0011]m个正向扩展单元中,第1个正向扩展单元包含电感L
M11
,二极管D
M11
,电容C
M11
、C
M12

其中,电容C
M11
的另一端分别连接电感L
M11
的一端、二极管D
M11
的阳极,电感L
M11
的另一端连接电容C
M12
的一端,电容C
M12
的另一端连接二极管D
M11
的阴极;
[0012]第2个正向扩展单元包含电感L
M21
,二极管D
M21
,电容C
M21
、C
M22
;其中,电容C
M21
的另一端分别连接电感L
M21
的一端、二极管D
M21
的阳极,电感L
M21
的另一端连接电容C
M22
的一端,电容C
M22
的另一端连接二极管D
M21
的阴极;
[0013].....依次类推,第i个正向扩展单元,1<i≤m中,
[0014]第i个正向扩展单元包含电感L
Mi1
,二极管D
Mi1
,电容C
Mi1
、C
Mi2
;其中,电容C
Mi1
的另一端分别连接电感L
Mi1
的一端、二极管D
Mi1
的阳极,电感L
Mi1
的另一端连接电容C
Mi2
的一端,电容C
Mi2
的另一端连接二极管D
Mi1
的阴极;
[0015]第1个正向扩展单元中的电容C
M11
的一端连接基本Cuk变换器中的电容C1的一端,第1个正向扩展单元中的电容C
M12
的另一端连接基本Cuk变换器中的电容C2的一端;
[0016]第2个正向扩展单元中的电容C
M21
的一端连接第1个正向扩展单元中的电容C
M11
的一端,第2个正向扩展单元中的电容C
M22
的另一端连接第1个正向扩展单元中的电容C
M12
的一端;
[0017].....依次类推,第i个正向扩展单元中电容C
Mi1
的一端连接第i

1个正向扩展单元中电容C
M(i

1)1
的一端,第i个正向扩展单元中的电容C
Mi2
的另一端连接第i

1个正向扩展单元中电容C
M(i

1)2
的一端。
[0018]n个负向扩展单元中,第1个负向扩展单元包含电感L
N11
,二极管D
N11
,电容C
N11
、C
N12
;其中,电容C
N11
的另一端分别连接电感L
N11
的一端、二极管D
N11
的阳极,电感L
N11
的另一端连接电容C
N12
的一端,电容C
N12
的另一端连接二极管D
N11
的阴极;
[0019]第2个负向扩展单元包含电感L
N21
,二极管D
N21
,电容C
N21
、C
N22
;其中,电容C
N21
的另一端分别连接电感L
N2本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双输入高可靠性电容电流一致型Cuk DC

DC变换器,其特征在于该变换器包括:基本Cuk变换器、基本Sepic变换器,m个正向扩展单元,n个负向扩展单元;所述基本Cuk变换器包含电感L1、L2,电容C1、C2,功率开关S1,二极管D1;其中,电感L1的一端连接直流输入源u
in1
的正极,电感L1的另一端分别连接功率开关S1的漏极、电容C1的一端,电容C1的另一端分别连接二极管D1的阳极、电感L2的一端,电感L2的另一端连接电容C2的一端,功率开关S1的源极、二极管D1的阴极、电容C2的另一端连接直流输入源u
in1
的负极;所述基本Sepic变换器包含两个电感L3、L4,电容C3、C4,功率开关S2,二极管D2;其中,电感L3的一端连接直流输入源u
in2
的正极,电感L3的另一端分别连接功率开关S2的漏极、电容C3的一端,电容C3的另一端分别连接二极管D2的阳极、电感L4的一端,电感L4的另一端连接电容C4的一端,电容C4的另一端连接二极管D2的阴极;基本Cuk变换器的直流输入源u
in1
的负极连接基本Sepic变换器的直流输入源u
in2
的负极,基本Cuk变换器中电容C2的另一端连接基本Sepic变换器中电容C4的一端;m个正向扩展单元中,第1个正向扩展单元包含电感L
M11
,二极管D
M11
,电容C
M11
、C
M12
;其中,电容C
M11
的另一端分别连接电感L
M11
的一端、二极管D
M11
的阳极,电感L
M11
的另一端连接电容C
M12
的一端,电容C
M12
的另一端连接二极管D
M11
的阴极;第2个正向扩展单元包含电感L
M21
,二极管D
M21
,电容C
M21
、C
M22
;其中,电容C
M21
的另一端分别连接电感L
M21
的一端、二极管D
M21
的阳极,电感L
M21
的另一端连接电容C
M22
的一端,电容C
M22
的另一端连接二极管D
M21
的阴极;.....依次类推,第i个正向扩展单元,1<i≤m中,第i个正向扩展单元包含电感L
Mi1
,二极管D
Mi1
,电容C
Mi1
、C
Mi2
;其中,电容C
Mi1
的另一端分别连接电感L
Mi1
的一端、二极管D
Mi1
的阳极,电感L
Mi1
的另一端连接电容C
Mi2
的一端,电容C
Mi2
的另一端连接二极管D
Mi1
的阴极;第1个正向扩展单元中的电容C
M11
的一端连接基本Cuk变换器中的电容C1的一端,第1个正向扩展单元中的电容C
M12
的另一端连接基本Cuk变换器中的电容C2的一端;第2个正向扩展单元中的电容C
M21
的一端连接第1个正向扩展单元中的电容C
M11
的一端,第2个正向扩展单元中的电容C
M22
的另一端连接第1个正向扩展单元中的电容C
M12
的一端;.....依次类推,第i个正向扩展单元中电容C
Mi1
的一端连接第i

1个正向扩展单元中电容C
M(i

1)1
的一端,第i个正向扩展单元中的电容C
Mi2
的另一端连接第i

1个正向扩展单元中电容C
M(i

1)2
的一端;n个负向扩展单元中,第1个负向扩展单元包含电感L
N11
,二极管D
N11
,电容C
N11
、C
N12
;其中,电容C
N11
的另一端分别连接电感L
N11
的一端、二极管D
N11
的阳极,电感L
N11
的另一端连接电容C
N12
的一端,电容C
N12
的另一端连接二极管D
N11
的阴极;第2个负向扩展单元包含电感L
N21
,二极管D
N21
,电容C
N21
、C
N22
;其中,电容C
N21
的另一端分别连接电感L
N21
的一端、二极管D
N21
的阳极,电感L
N21
的另一端连接电容C
N22
的一端,电容C
N22
的另一端连接二极管D
N21
的阴极;.....依次类推,第j个负向扩展单元,1<j≤n中,
第j个负向扩展单元包含电感L
Nj1
,二极管D
Nj1
,电容C
Nj1
、C
Nj2
;其中,电容C
Nj1
的另一端分别连接电感L
Nj1
的一端、二极管D
Nj1
的阳极,电感L
Nj1
的另一端连接电容C
Nj2
的一端,电容C
Nj2
的另一端连接二极管D
Nj1
的阴极;第1个负向扩展单元中的电容C
N11
的一端连接基本Sepic变换器中的电容C3的一端,第1个负向扩展单元中的电容C
N12
的一端连接基本Sepic变换器中的电容C4的另一端;第2个负向扩展单元中的电容C
N21
的一端连接第1个负向扩展单元中的电...

【专利技术属性】
技术研发人员:邾玢鑫刘佳欣潘海龙周生奇支树播
申请(专利权)人:三峡大学
类型:发明
国别省市:

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