[发明专利]基于节点分离和单元嵌入的DC-DC变换器拓扑构造方法

权利要求书

1.基于节点分离和单元嵌入的DC-DC变换器拓扑构造方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在出现瞬时尖峰大电流的开关电容DC-DC变换器中找出工作状态时出现瞬时尖峰大电流的回路；其中，所述开关电容DC-DC变换器是指主网络中含有开关电容单元的DC-DC变换器，所述开关电容单元是指由电容和开关管构成的包含一个或多个回路的结构化单元；

2)将出现瞬时尖峰大电流的回路中的支路分为私有支路和共有支路，将出现瞬时尖峰大电流的回路中的节点分为可拆分节点和不可拆分节点；

3)根据实际应用场合选择相应类型的含源开关电感单元，并基于节点分离的嵌入方式，进行一次或多次单元嵌入后，使每个出现瞬时尖峰大电流的回路中有且只有一个含源开关电感单元，最终得到没有瞬时尖峰大电流的新的DC-DC变换器拓扑；其中，所述节点分离是指将与步骤2)所述支路关联的节点或者步骤2)所述可拆分节点分离成两个节点；

所述含源开关电感单元包括电压源、电感和MOS管；由于所述含源开关电感单元中元件之间能够有两种连接关系，因此有两种类型含源开关电感单元：第一种类型的含源开关电感单元的电压源正极与电感的一端连接，电感的另一端与MOS管的漏极连接，MOS管的源极与电压源的负极连接；第二种类型的含源开关电感单元的电压源的负极与电感的一端连接，电感的另一端与MOS管的源极连接，MOS管的漏极与电压源的正极连接。

2.根据权利要求1所述的基于节点分离和单元嵌入的DC-DC变换器拓扑构造方法，其特征在于：在步骤2)中，所述私有支路是指该支路不会同时出现在任意两个步骤1)所述回路中；所述共有支路是指该支路会同时出现在两个以上步骤1)所述回路中；所述可拆分节点须满足条件：在所述开关电容DC-DC变换器中与该节点相关联的支路的数量等于或大于3；所述不可拆分节点须满足条件：在所述开关电容DC-DC变换器中与该节点相关联的支路的数量小于或等于2。

3.根据权利要求1所述的基于节点分离和单元嵌入的DC-DC变换器拓扑构造方法，其特征在于：在步骤3)中，所述基于节点分离的嵌入方式有三种：

第一种：首先，将与所述共有支路关联的任意一个节点分离形成两个节点，然后将这两个节点分别与含源开关电感单元的MOS管两端连接，其中含源开关电感单元的MOS管的源极到漏极的方向与原电路中该支路的瞬时尖峰大电流实际方向相同；

第二种：首先，将与所述私有支路关联的任意一个节点分离形成两个节点，然后将这两个节点分别与含源开关电感单元的MOS管两端连接，其中含源开关电感单元的MOS管的源极到漏极的方向与原电路中该支路的瞬时尖峰大电流实际方向相同；

第三种：首先，将与所述可拆分节点关联的开关电容DC-DC变换器的支路分为两组支路，每组支路的支路数量至少为2个并且至少包含一个所述回路的支路；然后将所述可拆分节点分离为两个节点，两个节点分别与两组支路相关联，最后将这两个节点分别与含源开关电感单元的MOS管两端连接，其中含源开关电感单元的MOS管的源极到漏极的方向与所述开关电容DC-DC变换器中所述支路组的瞬时尖峰大电流实际方向相同。

4.根据权利要求1所述的基于节点分离和单元嵌入的DC-DC变换器拓扑构造方法，其特征在于：在步骤3)中，所述单元嵌入是指采用所选择的嵌入方式将所选择的含源开关电感单元嵌入到出现瞬时尖峰大电流的回路的支路或者可拆分节点上。