[发明专利]一种低电压应力双向DC/DC变换器

摘要

一种低电压应力双向DC/DC变换器，包含两个功率电感，两个功率开关，两个直流源和n个升降压单元，其中左端为低压直流源，右端为高压直流源；该拓扑可以实现能量的双向流动，即当左端的低压直流源作为输入源时，电路可作为一个升压变换器，将较低的直流电压转换为高压，当右端的高压直流源作为输入源时，此时电路可以作为一个升压变换器，将已知高压变换为所需低压；其中，当作为升压变换器时，升降压单元中的开关管可视为二极管；同理，当作为降压变换器时，输入侧两个开关管可视为两个二极管；该拓扑主要用于输入输出电压变化比较大的场合；与现有的双向变换器相比，本发明电路拓扑、变换器控制器设计及实现方案简单，不含有变压器及耦合电感，EMI特性好。本发明电路拓扑简单，并且可以大幅降低开关器件的电压应力，变换器整体工作效率得到了提高。

主权项

一种低电压应力双向DC/DC变换器，其特征在于，包含第一电感L1、第二电感L2、功率开关Sa、功率开关Sb，电容C0、低压直流源V1、高压直流源V2和n个升降压单元；其特征在于，第一电感L1和第二电感L2的输入端、电容C0的上端同时接低压直流源V1的正极，第一电感L1和第二电感L2的输出端分别接两个功率开关Sa、Sb的漏极，电容C0的下端、低压直流源V1的负极与功率开关Sa、功率开关Sb的源极相连；第一电感L1的输出端接第一个升降压单元的第一接口，同时接第偶数次个升降压单元的上下两个电容之间的节点；第二电感L2的输出端接第奇数次个升降压单元的上下两个电容之间的节点；第n个单元的第二、三个端口分别作为变换器输出端的正极和负极，与高压直流源V2的正负极相连；第一个升降压单元的第二端口接第二个升降压单元的第一端口，第一个升降压单元的第三端口接第二个升降压单元的第四端口，第二个升降压单元的第二端口接第三个升降压单元的第一端口，第二个升降压单元的第三端口接第三个升降压单元的第四端口，以次类推，直到n个升降压单元；其中，升降压单元由两个功率开关和两个电容组成，两个电容上下串联，上方功率开关的源极作为第一端口，上方电容与功率开关的漏极的结点作为第二端口，下方电容与下方功率开关的源极的结点作为第三端口，下方功率开关的漏极作为第四端口；各功率开关的栅极分别接各自的控制器;n为自然数，取值范围为n≧1。