[发明专利]具有全波输出整流的多相开关电容谐振腔转换电路的电源转换拓扑及基于其的电源转换结构

权利要求书

1.具有全波输出整流的多相开关电容谐振腔转换电路的电源转换拓扑，其特征在于：包括通过导线依次串联并接至输入电源两端的数量至少为k个的转换开关电容器以及一个输出开关电容器，当变压比N为偶数时，k＝N/2；当变压比N为非偶数时，k为大于N/2的最小整数；输出开关电容器的下端接地，输出开关电容器的两端连接有输出接口；还包括数量为k的开关谐振腔转换器，当变压比N为偶数时，k＝N/2；当变压比N为非偶数时，k为大于N/2的最小整数；

开关谐振腔转换器包括输入组件、输出组件、以及连接两者的连接组件，输入组件包括通过导线串联的第一MOSFET开关和第二MOSFET开关，输出组件包括通过导线串联的第三MOSFET开关和第四MOSFET开关，连接组件包括通过导线串联的谐振电容和谐振电感，连接组件靠近谐振电容的一端连接在第一MOSFET开关和第二MOSFET开关之间的导线上，连接组件另一端连接在第三MOSFET开关和第四MOSFET开关之间的导线上；第一MOSFET开关和第三MOSFET开关上分别设有第一信号输入端；第二MOSFET开关、和第四MOSFET开关上分别设有第二信号输入端；第一MOSFET开关和第四MOSFET以相同的时间开启和关闭，第二MOSFET开关和第三MOSFET以相同的时间开启和关闭；且开关谐振腔转换器的品质因素Q满足：0.1≤Q≤10；开关谐振腔转换器的输入组件的第一MOSFET开关和第二MOSFET开关分别连接在相对应的各个转换开关电容器的两端，开关谐振腔转换器的输出组件的第四MOSFET开关连接在输出开关电容器的下端，开关谐振腔转换器的输出组件的第三MOSFET开关连接在输出开关电容器的上端或该开关谐振腔转换器对应的转换开关电容器靠近输出开关电容器一侧的任意其余转换开关电容器的上端。

2.如权利要求1所述的具有全波输出整流的多相开关电容谐振腔转换电路的电源转换拓扑，其特征在于：所述开关谐振腔转换器中在各个开关事件之间存在死区时间，即第一信号输入端和第二信号输入端都关闭，且第一MOSFET开关、第二MOSFET开关、第三MOSFET开关和第四MOSFET开关都处于打开状态的时间。

3.如权利要求2所述的具有全波输出整流的多相开关电容谐振腔转换电路的电源转换拓扑，其特征在于：所述第一MOSFET开关、第二MOSFET开关、第三MOSFET开关和第四MOSFET开关都为零电流开关。

4.如权利要求1-3中任意项所述的具有全波输出整流的多相开关电容谐振腔转换电路的电源转换拓扑，其特征在于：所述转换开关电容器的电容值比谐振电容的电容值高一个数量级。

5.如权利要求1-3中任意项所述的具有全波输出整流的多相开关电容谐振腔转换电路的电源转换拓扑，其特征在于：所述输出开关电容器的电容值比谐振电容的电容值高一个数量级。

6.一种电源转换结构，其特征在于：包括至少两个并联设置的如权利要求1-5任意项所述的具有全波输出整流的多相开关电容谐振腔转换电路的电源转换拓扑。

7.一种电源转换结构，其特征在于：包括串联的至少两个变压组件，每个变压组件包括一个或两个以上并联设置的如权利要求1-5任意项所述的具有全波输出整流的多相开关电容谐振腔转换电路的电源转换拓扑。

8.一种电源转换结构，其特征在于：包含串联在一起的电源转换组件以及负载点转换组件，电源转换组件包括并联设置的多个如权利要求1-5任意项所述的具有全波输出整流的多相开关电容谐振腔转换电路的电源转换拓扑，负载点转换组件包括并联设置的若干负载点转换器。