[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

说明书

本发明涉及电源转换结构技术领域，具体涉及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；本发明通过增加补偿电感Lzvs，使得三腔的三个下桥臂之间产生续流电流，帮助下桥臂的所有MOSFET Coss电容放电，从而实现软开关，进一步提升电路整体效率。

技术领域

本发明涉及电源转换结构技术领域，具体涉及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。

背景技术

在数据中心和电动汽车中，越来越需要从分布式电源系统到负载点应用的更高效的电源转换拓扑。一种现有的实现上述功能的变压电路，如图1所示，包括三个谐振腔的开关电容电路，这种电路拓扑的下桥臂的所有MOSFET不能实现软开关，影响整体效率，限制了频率的进一步提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单、制造成本低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。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明的第一方面：提供了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，包括开关谐振腔转换器，所述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，所述输入组件包括通过导线串联的第一MOSFET开关和第二MOSFET开关，所述输出组件包括通过导线串联的第三MOSFET开关和第四MOSFET开关，所述连接组件包括通过导线串联的谐振电容和谐振电感，所述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，所述连接组件的另一端连接在第三MOSFET开关和第四MOSFET开关之间的导线上，所述第一MOSFET开关和第三MOSFET开关上分别设有第一信号输入端，所述第二MOSFET开关和第四MOSFET开关上分别设有第二信号输入端，所述开关谐振腔转换器的品质因素Q满足：0.1≤Q≤10。

本发明进一步的设置为：所述第一MOSFET开关、第二MOSFET开关、第三MOSFET开关和第四MOSFET开关均为零电流开关。

本发明进一步的设置为：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。

本发明进一步的设置为：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。

本发明的第二方面：还提供了一种电源转换结构，包括至少两个并联设置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；

或包括串联的至少两个变压组件，每个所述变压组件包括一个或两个以上并联设置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；

或包含串联在一起的电源转换组件以及负载点转换组件，所述电源转换组件包括并联设置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，所述负载点转换组件包括并联设置的若干负载点转换器；

或增加补偿电感Lzvs，由三腔STC衍生而来，其目的是在三腔的三个下桥臂之间产生续流电流，帮助下桥臂的所有MOSFET Coss电容放电，从而实现软开关，三腔的三个下桥臂有两个是同相位的，可以将同相位的桥臂switching node桥接在一起，然后再接到Lzvs上，将三腔的三个下桥臂看做是一个全桥，Lzvs实现软开关的原理与全桥拓扑一模一样。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：