[发明专利]一种四相高增益自均流DC-DC变换器及其控制方法

权利要求书

1.一种四相高增益自均流DC-DC变换器，其特征在于：包括输入电源、四相升压电感、四个上桥臂开关管、四个下桥臂开关管、两个开关电容、三个滤波电容以及负载构成的四相输入网络；

所述四相输入网络中，四个升压电感的输入端与输入电源相连，四个升压电感的输出端分别与下桥臂开关管的漏极相连，S1、S2、S3、S4为下桥臂开关管，S11、S22、S33、S44为上桥臂开关管，四个下桥臂开关管与电源负极连接在一起，输入电源与输入滤波电容Ci相连，其中：

第一相升压电感的输出端与下桥臂开关管S1的漏极相连，第二相升压电感的输出端与下桥臂开关管S2的漏极相连，第三相升压电感的输出端与下桥臂开关管S3的漏极相连，第四相升压电感的输出端与下桥臂开关管S4的漏极相连；

所述两个开关电容网络中，上桥臂开关管S11的源极与第一相升压电感的输出端连接，上桥臂开关管S11的漏极和上桥臂开关管S22的源极相连，两者的交点与开关电容C1的正极相连，开关电容的负极与第二相升压电感的输出端相连，而二者连接的交点与下桥臂开关管S2的漏极相连，通过上述两个升压电感、两个上桥臂开关管、两个下桥臂开关管和开关电容构成第一个开关电容网络；

下桥臂开关管S4的漏极与第四相升压电感的输出端相连，而两者的交点与开关电容C2的阳极相连，开关电容的阴极与上桥臂开关管S44的源极相连，而上桥臂开关管S44的源极同时与上桥臂开关管S33的漏极相连，通过上述一个升压电感、一个下桥臂开关管、两个上桥臂开关管和一个开关电容构成第二个开关电容网络。

2.如权利要求1所述的四相高增益自均流DC-DC变换器，其特征在于：各上桥臂开关管、下桥臂开关管的栅极接驱动信号，输入端滤波电容的阴极与下桥臂开关管的源极连接。

3.如权利要求2所述的四相高增益自均流DC-DC变换器，其特征在于：各下桥臂开关管上并联一续流二极管，该二极管的阳极与开关管的源极相连，二极管的阴极与开关管的漏极相连。

4.如权利要求3所述的四相高增益自均流DC-DC变换器，其特征在于：各上桥臂开关管上并联一续流二极管，该二极管的阳极与开关管的源极连接，二极管的阴极与开关管的漏极连接。

5.如权利要求1-4所述的一种四相高增益自均流DC-DC变换器的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括：控制下桥臂开关管栅极驱动脉冲占空比为0.75~1范围内，上下桥臂采用互补导通方式，且各下桥臂开关管占空比相同；相邻两个上、下桥臂开关管采用交错控制方式，相与相之间相移90°，且顺序为S1-S2-S4-S3依次相移。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于：所述上桥臂开关管和下桥臂开关管设置有死区时间。

7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于：所述变换器电压增益为K=4/（1-D），其中D为下桥臂开关管占空比，所述变换器各相电流自动均衡，I_i/I_o=4/(1-D)，其中I_i为输入总电流，每一相平均电流为I=I_o/（1-D），其中I_o为负载端输出电流。