[发明专利]一种基于耦合电感的高增益双向四相DC-DC变换器及控制方法

权利要求书

1.一种基于耦合电感的高增益双向四相DC-DC变换器，其特征是，包括：

四相耦合电感，其各相电感为L₁～L₄，耦合电感第一相L₁和第三相L₃的同名端、第二相L₂和第四相L₄的异名端同时与低压侧单元的正极相连；

耦合电感第一相L₁的另一端分别与功率开关管S₁的第一端和功率开关管S₂的第二端相连接，耦合电感第二相L₂的另一端分别与功率开关管S₃的第一端和第一倍压电容C₁的负极相连接，耦合电感第三相L₃的另一端分别与功率开关管S₅的第一端、第一高压侧滤波电容C_H1的负极和第二高压侧滤波电容C_H2的正极相连接，耦合电感第三相L₄的另一端分别与功率开关管S₇的第一端和第二倍压电容C₂的正极相连接；

所述低压侧单元的负极分别与功率开关管S₁、S₃、S₅、S₇的第二端和功率开关管S₈的第一端相连接，第一倍压电容C₁的正极分别与功率开关管S₂的第一端和功率开关管S₄的第二端相连接，第二倍压电容C₂的负极分别与功率开关管S₆的第一端和功率开关管S₈的第二端相连接，第一高压侧滤波电容C_H1的正极与功率开关管S₄的第一端和高压侧单元的正极相连接，第二高压侧滤波电容C_H2的负极与功率开关管S₆的第二端和高压侧单元的负极相连接；

功率开关管S₁～S₈各自的第三端分别与各自的驱动电路相连接；

所述功率开关管S₁～S₈全为N沟道场效应晶体管MOSFET或全为绝缘栅晶体管IGBT；当功率开关管为N沟道场效应晶体管MOSFET时，所述功率开关管的第一端为MOSFET的漏极，第二端为MOSFET的源极，第三端为MOSFET的栅极；

当功率开关管为绝缘栅晶体管IGBT时，所述功率开关管的第一端为IGBT的集电极，所述功率开关管的第二端为IGBT的发射极，所述功率开关管的第三端为IGBT的栅极。

2.如权利要求1所述的一种基于耦合电感的高增益双向四相DC-DC变换器，其特征是，所述耦合电感的各相电感耦合方式为正负耦合方式，即耦合电感奇数相之间、偶数相之间正耦合，奇数相与偶数相之间负耦合。

3.如权利要求1所述的一种基于耦合电感的高增益双向四相DC-DC变换器，其特征是，所述功率开关管S₁～S₈各自的第三端分别与各自的驱动电路相连接，所述各自的驱动电路均连接至控制单元。

4.如权利要求1所述的一种基于耦合电感的高增益双向四相DC-DC变换器，其特征是，当所述变换器工作在boost模式时，所述低压侧单元为相并联的低压侧滤波电容C_L及低压侧电源V_L；当所述变换器工作在buck模式时，所述低压侧单元为相并联的低压侧滤波电容C_L及负载R_L。

5.如权利要求1所述的一种基于耦合电感的高增益双向四相DC-DC变换器，其特征是，当所述变换器工作在buck模式时，所述高压侧单元为高压侧电源V_H；当所述变换器工作在boost模式时，所述高压侧单元为负载R_H。