[发明专利]电压变换器以及电压变化控制方法

说明书

本实施例公开电压变换器以及电压变化控制方法，多个依次级联的包含有对称设置且电路结构相同的两个桥臂的基本单元电路，其中任意一个桥臂包括：依次串联的四个功率开关管；第一位置电容，并联于第一位置功率开关管和第二位置功率开关管；第二位置电容，并联于第三位置功率开关管与第四位置功率开关管；以及第五位置电容，并联于第二位置功率开关管与第三位置功率开关管；以及控制信号发送电路，用于生成并发送控制信号以控制每一级联的基本单元电路中两个桥臂中的八个功率开关管分阶段导通，使得基本单元电路将输入电压降压后输出，其中基本单元电路输出的电压被配置为基于基本单元电路的数量获得。本发明实现了无感电压变化。

技术领域

本发明涉及无感元器件领域，具体地，涉及一种电压变换器以及电压变化控制方法。

背景技术

传统的电能变换通常采用电磁变压器，具有电气隔离、效率高、容量大等优点，但也存在体积大、音频噪声大、谐波污染等缺点。随着电子设备的小型化发展，传统的电磁变压器满足不了电子设备小型化的要求。

磁性元件(电感或变压器)的小型化和微型化是电力电子系统集成化的关键技术之一，在软开关技术下提高开关频率无疑是一个十分有效的措施，这样电路中电感和变压器的体积都可以缩小，整个电路的性能都得到提升；然而当开关频率达到400kHz-500kHz左右时，主开关与磁性元件的损耗增加，转换效率下降，电磁噪声加大，用于抑制噪声的滤波电容的体积也随着增大，再提高开关频率，只能带来负面的影响，因此通过提高开关频率的方式减小电源体积已经没有余地。

减少磁性元件的基本思路是发展无感变换器，如何设计无感变换器成为现阶段急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电压变换器，该电压变换器实现了无感电压变化。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电压变换器，所述电压变换器包括：多个依次级联的包含有对称设置且电路结构相同的两个桥臂的基本单元电路，其中任意一个所述桥臂包括：依次串联的以下四个功率开关管第一位置功率开关管、第二位置功率开关管、第三位置功率开关管以及第四位置功率开关管，且所述第二位置功率开关管与所述第三位置功率开关管被配置为级联点；第一位置电容，并联于所述第一位置功率开关管和第二位置功率开关管；第二位置电容，并联于所述第三位置功率开关管与第四位置功率开关管；以及第五位置电容，并联于所述第二位置功率开关管与第三位置功率开关管；以及控制信号发送电路，用于生成并发送控制信号以控制所述两个桥臂中的四个功率开关管分阶段导通，使得所述基本单元电路将输入电压降压后输出，其中所述基本单元电路输出的电压被配置为基于所述基本单元电路的数量获得。

优选地，所述控制信号发送电路与所述两个桥臂的八个功率开关管的栅极连接。

优选地，所述多个基本单元电路中级联至最后的所述基本单元电路的级联点连接有负载电阻。

另外，一种电压变化控制方法，所述控制方法使用上述的电压变换器，并且所述控制方法包括：通过控制信号发送电路控制所述每一电压变换器对应的两个桥臂的第一位置功率开关管和第三位置功率管均导通，并且控制所述两个桥臂的第二位置功率开关管和第四位置功率开关管均关断，以使得所述第五位置电容充电；以及通过控制信号发送电路控制所述每一电压变换器对应的两个桥臂的第一位置功率开关管和第三位置功率管均关断，并且控制所述两个桥臂的第二位置功率开关管和第四位置功率开关管均导通，以使得所述第五位置电容放电。

优选地，所述电压变化控制方法还包括：在一个周期中，通过所述控制信号发送电路发送预设定占空比的第一控制信号至所述两个桥臂的八个位置功率管，其中所述预设定占空比为50％，并通过所述控制信号发送电路发送与所述预设定占空比相匹配的第二控制信号至所述两个桥臂的八个位置功率管；其中，所述第一控制信号与所述第二控制信号相配合形成一个周期的控制信号。