【技术实现步骤摘要】
本技术涉及开关电源，具体涉及一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器。
技术介绍
1、随着电子技术的快速发展，电子设备逐步迈向复杂化与多元化，对供电电压等级的需求也日趋多样化。传统的直流变换器在性能上已难以满足现代电子设备对高效率、高功率密度、安全可靠性的要求。一方面，传统的直流变换器由于需要满足不同的电压等级和功率需求，往往配置复杂，包含更多的器件。这不仅增加了变换器的体积和重量，还提高了成本和维护难度。另一方面，传统直流变换器的输出范围相对较窄，难以满足电子设备多样化电压等级的需求。这限制了变换器的适用范围和灵活性。此外，传统直流变换器在开关过程中会产生较大的功耗，这不仅降低了变换器的效率，还可能导致设备过热、损坏等问题，影响电子设备的可靠性和安全性。
2、因此，如何实现电压变换器的高效率、低功耗及广泛输出范围，已成为技术人员亟需攻克的技术难题。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，以克服现有技术中变换器的效率低，功耗高及输出范围窄的问题。
2、本技术通过下述技术方案来解决上述技术问题：
3、一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，包括第一桥臂、第二桥臂及第三桥臂，第一桥臂包括第一mos管和第四mos管，第一mos管的源极与第四mos管的漏极连接，作为第一桥臂的中点；第二桥臂包括第三mos管和第六mos管，第三mos管的源极与第六mos管的漏极连接，作为第二桥臂的中点；第三桥臂包括第五mos
4、第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管、第五mos管及第六mos管上分别反并联第一体二极管、第二体二极管、第三体二极管、第四体二极管、第五体二极管及第六体二极管；第一体二极管、第二体二极管、第三体二极管、第四体二极管、第五体二极管及第六体二极管上分别并联有第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容及第六电容；
5、第一桥臂的中点经第一谐振电感连接第一谐振电容的正极，第一谐振电容的负极经第二桥臂的中点依次连接第一负载、第一输出滤波电感及第一直流电压源的正极，第一直流电压源的负极连接第一桥臂的中点；第一桥臂的中点经第二谐振电感连接第二谐振电容的正极，第二谐振电容的负极经第三桥臂的中点依次连接第二负载、第二输出滤波电感及第二直流电压源的正极，第二直流电压源的负极连接第一桥臂的中点；第一谐振电感和第一谐振电容形成第一谐振腔，第二谐振电感和第二谐振电容形成第二谐振腔；
6、第一mos管、第三mos管及第五mos管的漏极连接在一起，与直流输入电源的正极相连；第四mos管、第六mos管及第二mos管的源极连接在一起，与直流输入电源的负极相连。
7、进一步地，高效率电压变换器还包括输入电阻，第一mos管、第三mos管及第五mos管的漏极连接在一起，经输入电阻连接直流输入电源的正极。
8、进一步地，高效率电压变换器还包括输入电容，输入电容并联于输入电阻和直流输入电源的两端。
9、进一步地，高效率电压变换器采用pwm调制，第一mos管、第二mos管及第六mos管的触发信号相同，第三mos管、第四mos管及第五mos管的触发信号相同；
10、高效率电压变换器包括六个模态：[t0，t1）为模态一、[t1，t2）为模态二、[t2，t3）为模态三、[t3，t4）为模态四、[t4，t5）为模态五及[t5，t6）为模态六；
11、当高效率电压变换器处于模态一时，t0时刻，第一mos管、第二mos管及第六mos管零电压开通，第三mos管、第四mos管及第五mos管关断，第一谐振腔的电流和第二谐振腔的电流由负半周的正弦状轨迹向零减小至t1时刻；
12、当高效率电压变换器处于模态二时，t1时刻，第一mos管、第二mos管及第六mos管零电压开通，第三mos管、第四mos管及第五mos管关断，第一谐振腔的电流和第二谐振腔的电流由零向正半周的正弦状轨迹增大至t2时刻；
13、当高效率电压变换器处于模态三时，t2时刻，第一mos管、第二mos管及第六mos管零电压关断，第三mos管、第四mos管及第五mos管关断，第一谐振腔的电流和第二谐振腔的电流由t2时刻的正半周正弦状轨迹减小至t3时刻；
14、当高效率电压变换器处于模态四时，t3时刻，第一mos管、第二mos管及第六mos管关断，第三mos管、第四mos管及第五mos管零电压开通，第一谐振腔的电流和第二谐振腔的电流由t3时刻的正半周正弦状轨迹向零减小至t4时刻；
15、当高效率电压变换器处于模态五时，t4时刻，第一mos管、第二mos管及第六mos管关断，第三mos管、第四mos管及第五mos管零电压开通，第一谐振腔的电流和第二谐振腔的电流由零向负半周正弦状轨迹增大至t5时刻；
16、当高效率电压变换器处于模态六时，t5时刻，第一mos管、第二mos管及第六mos管关断，第三mos管、第四mos管及第五mos管零电压关断，第一谐振腔的电流和第二谐振腔的电流由t5时刻的负半周正弦状轨迹减小至t6时刻。
17、进一步地，高效率电压变换器处于模态一时，第一负载上的电流依次经直流输入电源的正极、第一mos管、第一直流电源、第一输出滤波电感、第一负载、第六mos管至直流输入电源的负极，形成回路；第二负载上的电流依次经直流输入电源的正极、第一mos管、第二直流电源、第二输出滤波电感、第二负载、第二mos管至直流输入电源的负极，形成回路。
18、进一步地，高效率电压变换器处于模态二时，第一负载上的电流依次经直流输入电源的正极、第一mos管、第一直流电源、第一输出滤波电感、第一负载、第六mos管至直流输入电源的负极，形成回路；第二负载上的电流依次经直流输入电源的正极、第一mos管、第二直流电源、第二输出滤波电感、第二负载、第二mos管至直流输入电源的负极，形成回路。
19、进一步地，高效率电压变换器为模态三时，第一体二极管、第六体二极管及第二体二极管为截止状态，第一电容、第六电容及第二电容为充电状态，第三体二极管、第四体二极管及第五体二极管为导通状态，第三电容、第四电容及第五电容为放电状态。
20、进一步地，高效率电压变换器为模态四时，第一负载上的电流依次经第一直流电源的正极、第一输出滤波电感、第一负载、第一谐振电容、第一谐振电感至第一直流电源的负极，形成回路；第二负载上的电流依次经第二直流电源的正极、第二输出滤波电感、第二负载、第二谐振电容、第二谐振电感至第二直流电源的负极，形成回路。
21、进一步地，高效率电压变换器为模态五时，第一负载上的电流依次经第一直流电源的正极、第一输出滤波电感、第一负载、第一谐振电容、第一谐振电感至第一直流电源的负极，形成回路；第二负载上的电流依次经第二直流电源的正极、第二输出滤本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，其特征在于，包括第一桥臂、第二桥臂及第三桥臂，第一桥臂包括第一MOS管（Q1）和第四MOS管（Q4），第一MOS管（Q1）的源极与第四MOS管（Q4）的漏极连接，作为第一桥臂的中点；第二桥臂包括第三MOS管（Q3）和第六MOS管（Q6），第三MOS管（Q3）的源极与第六MOS管（Q6）的漏极连接，作为第二桥臂的中点；第三桥臂包括第五MOS管（Q5）和第二MOS管（Q2），第五MOS管（Q5）的源极与第二MOS管（Q2）的漏极连接，作为第三桥臂的中点；
2.根据权利要求1所述的一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，其特征在于，高效率电压变换器还包括输入电阻（Rd），所述第一MOS管（Q1）、第三MOS管（Q3）及第五MOS管（Q5）的漏极连接在一起，经输入电阻（Rd）连接直流输入电源（Vdc）的正极。
3.根据权利要求2所述的一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，其特征在于，高效率电压变换器还包括输入电容（Cd），输入电容（Cd）并联于输入电阻（Rd）和直流输入电源（Vdc）的两端。
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5.根据权利要求4所述的一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，其特征在于，所述高效率电压变换器处于模态一时，第一负载（R1）上的电流依次经直流输入电源（Vdc）的正极、第一MOS管（Q1）、第一直流电源、第一输出滤波电感（L11）、第一负载（R1）、第六MOS管（Q6）至直流输入电源（Vdc）的负极，形成回路；第二负载（R2）上的电流依次经直流输入电源（Vdc）的正极、第一MOS管（Q1）、第二直流电源、第二输出滤波电感（L22）、第二负载（R2）、第二MOS管（Q2）至直流输入电源（Vdc）的负极，形成回路。
6.根据权利要求4所述的一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，其特征在于，所述高效率电压变换器处于模态二时，第一负载（R1）上的电流依次经直流输入电源（Vdc）的正极、第一MOS管（Q1）、第一直流电源、第一输出滤波电感（L11）、第一负载（R1）、第六MOS管（Q6）至直流输入电源（Vdc）的负极，形成回路；第二负载（R2）上的电流依次经直流输入电源（Vdc）的正极、第一MOS管（Q1）、第二直流电源、第二输出滤波电感（L22）、第二负载（R2）、第二MOS管（Q2）至直流输入电源（Vdc）的负极，形成回路。
7.根据权利要求4所述的一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，其特征在于，所述高效率电压变换器为模态三时，第一体二极管（D1）、第六体二极管（D6）及第二体二极管（D2）为截止状态，第一电容（C1）、第六电容（C6）及第二电容（C2）为充电状态，第三体二极管（D3）、第四体二极管（D4）及第五体二极管（D5）为导通状态，第三电容（C3）、第四电容（C4）及第五电容（C5）为放电状态。
8.根据权利要求4所述的一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，其特征在于，所述高效率电压变换器为模态四时，第一负载（R1）上的电流依次经第一直流电源的正极、第一输出滤波电感（L11）、第一负载（R1）、第一谐振电容（C11）、第一谐振电感（L12）至第一直流电源的负极，形成回路；第二负载（R2）上的电流依次经第二直流电源的正极、第二输出滤波电感（L22）、第二负载（R2）、第二谐振电容（C21）、第二谐振电感（L22）至第二直流电源的负极，形成回路。
9.根据权利要求4所述的一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，其特征在于，所述高效率电压变换器为模态五时，第一负载（R1）上的电流依次经第一直流电源的正极、第一输出滤波电感（L11）、第一负载（R1）、第一谐振电容（C11）、第一谐振电感（L12）至第一直流电源的负极，形成回路；第二负载（R2）上的电流依次经第二直流电源的正极、第二输出滤波电感（L22）、第二负载（R2）、第二谐振电容（C21）、第二谐振电感（L22）至第二直流电源的负极，形成回路。
10.根据权利要求4所述的一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，其特征在于，所述高效率电压变换器为模态六时，第一体二极管（D1）、第六体二极管（D6）及第二体二极管（D2）为导通状态，第一电容（C1）、第六电容（C6）及第二电容（C2）为放电状态，第三体二极管（D3）、第...
【技术特征摘要】
1.一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，其特征在于，包括第一桥臂、第二桥臂及第三桥臂，第一桥臂包括第一mos管（q1）和第四mos管（q4），第一mos管（q1）的源极与第四mos管（q4）的漏极连接，作为第一桥臂的中点；第二桥臂包括第三mos管（q3）和第六mos管（q6），第三mos管（q3）的源极与第六mos管（q6）的漏极连接，作为第二桥臂的中点；第三桥臂包括第五mos管（q5）和第二mos管（q2），第五mos管（q5）的源极与第二mos管（q2）的漏极连接，作为第三桥臂的中点；
2.根据权利要求1所述的一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，其特征在于，高效率电压变换器还包括输入电阻（rd），所述第一mos管（q1）、第三mos管（q3）及第五mos管（q5）的漏极连接在一起，经输入电阻（rd）连接直流输入电源（vdc）的正极。
3.根据权利要求2所述的一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，其特征在于，高效率电压变换器还包括输入电容（cd），输入电容（cd）并联于输入电阻（rd）和直流输入电源（vdc）的两端。
4.根据权利要求1~3任一所述的一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，其特征在于，所述高效率电压变换器采用pwm调制，第一mos管（q1）、第二mos管（q2）及第六mos管（q6）的触发信号相同，第三mos管（q3）、第四mos管（q4）及第五mos管（q5）的触发信号相同；
5.根据权利要求4所述的一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，其特征在于，所述高效率电压变换器处于模态一时，第一负载（r1）上的电流依次经直流输入电源（vdc）的正极、第一mos管（q1）、第一直流电源、第一输出滤波电感（l11）、第一负载（r1）、第六mos管（q6）至直流输入电源（vdc）的负极，形成回路；第二负载（r2）上的电流依次经直流输入电源（vdc）的正极、第一mos管（q1）、第二直流电源、第二输出滤波电感（l22）、第二负载（r2）、第二mos管（q2）至直流输入电源（vdc）的负极，形成回路。
6.根据权利要求4所述的一种适用于多输出电压系统的高效率电压变换器，其特征在于，所述高效率电压变换器处于模态二时，第一负载（r1）上的电流依次经直流输入电源（vdc）的正极、第一mos管（q1）、第一直流电源、第一输出滤波电感（l...
【专利技术属性】
技术研发人员：石勇，张定国，王晓馨，褚乃杰，李嘉伟，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：新型
国别省市：
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