[发明专利]边界模式耦合电感器升压功率转换器

权利要求书

1.一种功率转换器系统，包括：

耦合电感器功率转换器子系统，包括：

变压器模块，其具有初级侧和与所述初级侧电磁耦合的次级侧，所述变压器模块配置为根据所述变压器模块的所述初级侧上产生的第一能量在所述次级侧上产生第二能量；

初级功率模块，其与所述变压器模块的初级侧耦合并配置为至少根据从电源接收的输入功率控制所述变压器模块的初级侧上产生的所述第一能量；以及

次级功率模块，其与所述变压器模块的次级侧耦合并配置为从所述变压器模块的所述次级侧向输出递送至少一些所述第二能量；以及

控制子系统，其与所述初级功率模块耦合并配置为进一步根据所述变压器模块的所述次级侧上产生的所述第二能量来控制所述变压器模块的所述初级侧上产生的所述第一能量。

2.如权利要求1所述的功率转换器系统，其特征在于，所述控制子系统配置为通过在所述耦合电感器功率转换器子系统的每个工作循环期间允许所述变压器模块中产生的磁化电流下降到基本为零来驱动所述耦合电感器功率转换器子系统在基本为零的电流开关模式中工作。

3.如权利要求2所述的功率转换器系统，其特征在于：

所述初级功率模块配置为在关闭工作状态和开启工作状态中工作，并且当所述变压器模块的磁能下降到基本为零时将所述初级功率模块从关闭工作状态转变到开启工作状态。

4.如权利要求1所述的功率转换器系统，其特征在于，所述控制子系统配置为通过在所述耦合电感器功率转换器子系统的每个工作循环期间允许所述变压器模块中产生的磁化电流下降到充分低于零以产生反转的磁化电流来驱动所述耦合电感器功率转换器子系统在基本为零的电压开关模式中工作，使得所述反转的磁化电流足以使用基本为零的开关电压来开关所述初级功率模块。

5.如权利要求4所述的功率转换器系统，其特征在于：

所述初级功率模块配置为在关闭持续时间在关闭工作状态中工作并在开启持续时间在开启工作状态中工作，使得在关闭持续时间期间在所述变压器模块上产生磁能，所述磁能的量足以在所述初级功率模块从所述关闭工作状态向所述开启工作状态转变期间使所述初级功率模块的固有输出电容完全放电。

6.如权利要求1所述的功率转换器系统，其特征在于，所述初级功率模块包括第一开关子模块，所述第一开关子模块与所述电源和所述变压器模块的所述初级侧电耦合，并配置为控制从所述电源至所述变压器模块的所述初级侧的电流的流动以控制所述变压器模块的所述初级侧上产生的所述第一能量。

7.如权利要求6所述的功率转换器系统，其特征在于，所述次级功率模块包括：

第二开关子模块，其与所述输出的第一端子电耦合并配置为与所述第一开关子模块基本同步地开关；

第三开关子模块，其与所述输出的第二端子电耦合并配置为与所述第一开关子模块基本反同步地开关。

8.如权利要求6所述的功率转换器系统，其特征在于：

所述变压器模块配置为在所述耦合电感器中产生磁化电流，所述磁化电流具有AC分量和DC分量，所述AC分量具有至少为所述DC分量的幅度的两倍的幅度；以及

所述耦合电感器功率转换器子系统配置为使得对应于所述磁化电流的磁化能量有助于在所述第一开关子模块的开启开关转变期间使所述第一开关子模块的固有输出电容放电。

9.如权利要求1所述的功率转换器系统，其特征在于，所述初级功率模块和所述次级功率模块配置为在第一工作状态和第二工作状态中工作，从而来自所述变压器模块的所述次级侧的至少一些所述第二能量在所述第一工作状态和第二工作状态两者期间被递送到所述输出。

10.如权利要求1所述的功率转换器系统，其特征在于，所述变压器模块包括：

具有所述初级侧的初级绕组、所述次级侧的次级绕组、以及所述初级侧和所述次级侧之间的磁芯结构的耦合电感器，所述初级绕组和所述次级绕组配置为相互磁耦合，并且所述磁芯结构配置为存储磁能。

11.如权利要求1所述的功率转换器系统，其特征在于，所述变压器模块包括：

抽头电感器，其具有至少三个端子并配置为在所述耦合电感器功率转换器子系统的所述变压器模块的所述初级侧和所述次级侧分别显现初级绕组和次级绕组。