[发明专利]功率变换器

权利要求书

1.一种功率变换器，其特征在于，包括第一功率级电路和第二功率级电路；

其中所述第一功率级电路包括：

第一储能元件，其中所述第一储能元件的第一端与相邻的功率级电路的第一端共同耦接于所述第一功率级电路中的第一节点，并且所述第一储能元件经由所述相邻的功率级电路充电或放电；

第一磁性元件，其中所述第一磁性元件的第二端与所述第一功率级电路的第二端相连；

辅助模块，包括第一功率管和第二功率管，其中所述第一功率管耦接在所述第一储能元件的第二端和参考地之间，所述第二功率管耦接在所述第一储能元件的第二端和所述第一磁性元件的第一端之间，从而通过控制所述第一功率管和所述第二功率管的状态使得流过所述第一磁性元件的电流在电流断续模式下不小于零；

第三功率管，耦接在所述第一功率级电路的第一端和所述第一节点之间；以及

第四功率管，耦接在所述第一磁性元件的第一端和参考地之间，

其中所述第二功率级电路包括第五功率管、第六功率管和第二磁性元件以构成buck或boost功率级电路，其中所述第五功率管的第一端与所述第二功率级电路的第一端相连，所述第一功率级电路的第二端与所述第二功率级电路的第二端相连。

2.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述辅助模块被配置为在第一工作阶段，所述第二功率管处于导通状态，以使得所述第一磁性元件的电流经所述第二功率管流向所述功率变换器的输出端；在第二工作阶段，所述第一功率管处于导通状态，以为所述第一储能元件提供充电或放电回路以避免所述第一磁性元件的电流反向。

3.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，还包括：

至少一个所述第一功率级电路，其中

每个第一功率级电路的第一端耦接至上一相邻的所述第一功率级电路的第一节点。

4.根据权利要求1或3所述的功率变换器，其特征在于，当前第一功率级电路中所述第一功率管的导通区间至少和与下一相邻的功率级电路的第一端相连的功率管的导通区间重叠，且当前第一功率级电路中所述第二功率管的导通区间至少和所述当前第一功率级电路中的第三功率管的导通区间重叠。

5.根据权利要求1或3所述的功率变换器，其特征在于，当前第一功率级电路中所述第一功率管的最大导通时间为当前第一功率级电路中的所述第三功率管的关断时间，所述第二功率管的最大导通时间为所述第一功率管的关断时间。

6.根据权利要求1或3所述的功率变换器，其特征在于，其中所述第三和第四功率管中的一个作为所述第一功率级电路的主功率管，所述第三和第四功率管中的另一个作为所述第一功率级电路的整流管，所述第五和第六功率管中的一个作为所述第二功率级电路的主功率管，所述第五和第六功率管中的另一个作为所述第二功率级电路的整流管，其中所述整流管是同步整流功率管或整流二极管。

7.根据权利要求6所述的功率变换器，其特征在于，当所述功率变换器处于电流连续模式时，所述第一功率级电路中主功率管和整流管互补导通；当所述功率变换器处于电流断续模式时，所述第一功率级电路中的整流管在相应的主功率管关断时导通，并在流过所述第一磁性元件的电流过零时关断。

8.根据权利要求3所述的功率变换器，其特征在于，第一个第一功率级电路的第一端与所述功率变换器的第一端相连，其他每个第一功率级电路的第一端依次连接至上一个相邻的第一功率级电路的第一节点，所述第二功率级电路的第一端耦接至最后一个第一功率级电路的第一节点，且所述第一功率级电路和所述第二功率级电路的第二端连接在一起作为所述功率变换器的第二端，其中所述第二磁性元件的第二端与所述第二功率级电路的第二端相连。

9.根据权利要求6所述的功率变换器，其特征在于，所述第一功率级电路和第二功率级电路中的主功率管依次错相导通，且错相的相位差小于360°/N，其中N为所述第一和第二功率级电路的总数。