[发明专利]改进L型降压变换器的拓扑结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力电子降压变换器的电路拓扑结构，特别涉及一种改进L型DC-DC型 降压变换器的拓扑结构。

背景技术

在传统的DC-DC降压电路中，输入电压与输出电压差别很大时，常采用变压器结构的变 换器，或是多级降压的结构，此时控制精度难以得到保证，同时多级串联的方式带来了结构 复杂性及系统稳定性的问题。原有L型降压变换器的器件耐压并非全部都是一个电容的电压， 因此对于器件选择造成了一定的难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决输入电压与输出电压差值较高时的控制精度以及系 统串联的复杂性、稳定性上的不足，提出了一种采用多个输入电容串联，并对各个输入级联 电容分别进行降压控制的拓扑结构，实现高性能变换，并且拓扑中的器件耐压均等。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种改进L型降压变换器的拓扑结构，构成该拓扑结构的器件之间的连接为：通过k个 开关器件串联构成L型变换器的横轴；通过k个电容串联构成L型变换器的纵轴；横轴的最 后一个开关通过电感与负载一端相连，负载的另外一端与横轴各个节点间各有一个从负载端 流向横轴的单向可控支路；横轴上相邻两个开关间的节点与对应的纵轴上两个电容间的节点， 由从纵轴流向横轴的单向开关连接，k为大于或等于1的正整数；通过扩展L型结构的横、 纵轴以及单向整流支路、单向可控开关支路，可以拓展变换器的级数。第k级的开关及第k 级电容构成扩展单元组，按上述的连接方式扩展电路时，可以增加变换器的级数。

本发明的益处：

与传统的DC-DC降压变换器相比较，本发明所公开的改进L型降压变换器采用单电感的 结构，对各个串联的输入侧电容进行分时独立放电，输入电压与输出电压的压差很大的情况 下，有较高的控制精度，并克服了系统串联引入的可靠性及系统稳定性等方面的问题，并且 拓扑中的器件耐压均等，为拓扑结构的使用及器件选择带来了方便。

附图说明

图1为本发明提出的改进L型降压变换器的拓扑结构图。

图2(a)为MOSFET等效可控开关的示例图。

图2(b)为IGBT等效可控开关的示例图。

图3为改进L型降压变换器的等效拓扑结构图

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步说明：

图1为改进L型降压变换器的拓扑结构图。通过开关S_D11、S_D21……S_Dk1共k个器件串联 构成改进L型变换器的横轴；通过电容C₁、C₂……C_k共k个电容串联构成改进L型变换器 的纵轴；开关S_Dk1通过电感L_A与负载R_L一端相连，负载的另外一端与横轴各个节点间各有一 个从负载端流向横轴的单向可控支路；可控开关S₁₂、S₂₂……S_(k-2)2的顺序串联结构与可控开 关S_(k-1)2相连；可控开关S_i2、S_(i+1)2的节点与二极管S_Di1、S_D(i+1)1间的节点之间有二极管S_D(i+1)2， 其阳极接可控开关S_i2、S_(i+1)2间的节点；横轴上开关S_Dk1、S_D(k-1)1间的节点与纵轴上电容C_(k-1)、 C_k间的节点有从纵轴流向横轴的单向开关，k为大于等于2的正整数，i＝1，2……k。

开关S_k1、S_Dk1、S_Dk2、电容C_k、开关S_(k-1)2构成改进L型变换器的扩展单元组，按上述 的连接方式扩展电路时，可以增加变换器的级数。