[发明专利]一种多输入高可靠性电容电流一致型Zeta DC-DC变换器

说明书

一种多输入高可靠性电容电流一致型Zeta DC‑DC变换器，该变换器包含m+n+1个直流输入源，一个基本Zeta变换器，m个正向电压扩展单元,n个负向电压扩展单元。所有扩展单元由一个直流源，两个电感、两个电容及一个二极管所构成，通过调节扩展单元的个数，即可实现对变换器输入输出增益及开关器件电压应力的调节。该变换器具有控制及驱动电路简单、输入输出电压调节范围宽、可靠性高的特点，在其中一个开关管损坏时，其余电路能正常工作；较适合于输出输入电压与输出电压变化范围比较大、需要多个电源同时供电且可靠性要求高的应用场合。

技术领域

本发明涉及一种DC-DC变换器，具体涉及一种多输入高可靠性电容电流一致型Zeta DC-DC变换器。

背景技术

在输入和输出电压变化均较大的应用场合，输入电压既可能高于输出电压，也可能低于输出电压。此时适用的常见非隔离型升降压DC-DC变换器有Buck-Boost、Cuk、Sepic以及Zeta电路。理论上通过调节占空比D，这些变换器的输入输出增益可以在零至无穷大之间变化，但受元器件及电路寄生参数的影响，这些变换器的升压能力受到了较大的限制。

目前多输入DC-DC变换器输入输出增益的方案，基本不具备高增益输出且可靠性较差。因此研究可实现高增益升压同时、也具有高可靠性的多输入升降压DC/DC变换器具有重要意义。

发明内容

为解决现有非隔离型多输入高增益DC-DC变换器可靠性不高的问题。本发明基于基本Zeta变换器而提出一种多输入高可靠性Zeta DC-DC变换器，该变换器由基本Zeta变换器、输入单元和若干个增益扩展单元组成。通过调节增益扩展单元的个数，即可实现对变换器输入输出增益以及开关器件电压应力的调节。该变换器具有控制及驱动电路简单、输入输出电压调节范围宽、可靠性高的特点。在增益扩展单元其中一个开关管损坏时，其余电路能正常工作。较适合于输出输入电压与输出电压变化范围比较大、需要多个电源供电且可靠性要求高的应用场合。

本发明采取的技术方案为：

一种多输入高可靠性Zeta DC-DC变换器，该变换器包括：m+n+1个直流输入源，一个基本Zeta变换器，m个正向电压扩展单元，n个负向电压扩展单元；

所述基本Zeta变换器包含电感L₁、L₂，电容C₁、C₂，功率开关S₁，二极管D₁；

功率开关S₁漏极连接直流输入源u_in正极，功率开关S₁源极分别连接电感L₁一端、电容C₁一端，电容C₁另一端分别连接二极管D₁阴极、电感L₂一端，电感L₂另一端连接电容C₂一端，电容C₂另一端、二极管D₁阳极、电感L₁另一端均连接直流输入源u_in负极；

m个正向电压扩展单元中：