[发明专利]一种升降压Cuk双谐振开关电容变换器

权利要求书

1.一种升降压Cuk双谐振开关电容变换器，其特征在于，包括第一谐振电感Lr1、第二谐振电感Lr2、第一开关管S1、第二开关管S2、第一二极管D1、第二二极管D2，谐振电容C_r输出电容C_o，所述第一开关管S1的漏极与输入电源正极连接，所述第一开关管S1的源极分别与所述第二开关管S2的漏极、谐振电容C_r的一端连接；所述第二开关管S2的源极与所述第一谐振电感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端与输入电源负极连接；所述谐振电容C_r的另一端分别与所述第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阴极连接；所述第一二极管D1的阴极与第二谐振电感Lr2的一端连接，所述第二谐振电感Lr2的另一端与输入电源的负极连接；所述第二二极管D2的阳极分别与所述输出电容C_o的一端和负载的一端连接，所述输出电容C_o另一端和负载的另一端与输入电源负极连接；

所述升降压Cuk双谐振开关电容变换器包括降压状态、临界状态、升压状态三种工作状态，其中，

所述降压状态下，输出电压的调节通过控制开关S1的导通时间控制输入电源输入变换器的能量，具体的，降压状态下，变换器电压增益的时域表达式为

其中

m＝f_sC_rR_L，

式中M为变换器的电压增益，即U_out/U_in；，M_{Cr_min}为谐振电容C_r端电压最小值对U_in的标幺值；M_{Cr_max}为谐振电容C_r端电压最大值对U_in的标幺值；A,m,α仅仅是为了简化表达式而定义的中间量，无实际意义；k为谐振频率比，L_r1，L_r2分别为电感大小；

所述临界状态在输入电源电压固定的前提下，该状态输出电压为固定值；

所述升压状态下，输出电压的调节通过控制开关管S₁和开关管S₂的重叠导通时间控制由输入电源输入变换器的能量，具体的，

升压状态下，变换器电压增益的时域表达式为

M＝-m(M_{Cr_max}-M_{Cr_min})，其中

M_{Cr_max}＝2-M_{Cr_min}，

2.根据权利要求1所述的一种升降压Cuk双谐振开关电容变换器，其特征在于，所述第一开关管S1、第二开关管S2均为金属氧化物半导体场效应管。

3.根据权利要求1所述的一种升降压Cuk双谐振开关电容变换器，其特征在于，所述第一二极管D1、第二二极管D2为单向开关。

4.根据权利要求1所述的一种升降压Cuk双谐振开关电容变换器，其特征在于，所述变换器还包括输入滤波电容，所述输入滤波电容的一端与所述输入电源的正极连接，所述输入滤波电容的另一端与所述输入电源的负极连接。

5.根据权利要求1所述的一种升降压Cuk双谐振开关电容变换器，其特征在于，所述输入电源负极接地，输出电压的正极接地。