[发明专利]一种恒增益双向DC-DC谐振变换器及其控制方法

摘要

本发明公开了一种恒增益双向DC‑DC谐振变换器及其控制方法，所述谐振变换器的变压器两边电路结构完全相同，都包含一个端口、两个谐振电容及其反并联辅助二极管、一个谐振电感、一个辅助电感以及两个功率开关管。本发明公开的恒增益双向DC‑DC谐振变换器，电路结构对称，正反向的工作性能一致。在本发明设计的控制方法下，借助辅助电感能够很好地实现所有功率开关管的零电压开通(ZVS)，减小变换器的环流损耗，同时实现额定负载到空载范围内的恒电压增益，借助辅助二极管能够起到过载时限功率的作用，且实现正反向运行模式下能量的自然双向流动，提高了变换器的传输效率和可靠性。

主权项

1.一种恒增益双向DC‑DC谐振变换器，其特征在于,包括主电路和控制电路,主电路包括第一端口、第二端口、两个谐振电路、两个辅助电路、两个开关回路和一个理想变压器，所述第一端口和第二端口可选择其中之一作为变换器的电源端，另外一个则相应地作为负载端；连接变压器两端的电路拓扑结构完全相同，变压器原边的谐振电路由谐振电感L_r1和谐振电容C_r1、C_r2组成，辅助电路由辅助电感L_p及辅助二极管D₁、D₂组成，开关电路由功率开关管S₁、S₂组成；变压器的副边的谐振电路由谐振电感L_r2和谐振电容C_r3、C_r4组成，辅助电路由辅助电感L_s和辅助二极管D₃、D₄组成，开关电路由功率开关管S₃、S₄组成；所述主电路中各个部件的连接关系是：在变压器的原边，第一端口的正极同时与谐振电容C_r1的正极和功率开关管S₁的漏极相连，第一端口的负极同时与谐振电容C_r2的负极和功率开关管S₂的源极相连，谐振电容C_r1的负极、谐振电容C_r2的正极、辅助电感L_p的一端则同时和变压器原边的负极相连，功率开关管S₁的源极与辅助电感L_p的另一端、谐振电感L_r1的一端和功率开关管S₂的漏极同时连在一起，谐振电感L_r1的另一端则与变压器原边的正极相连，谐振电容C_r1、C_r2还分别连接着反并联的辅助二极管D₁、D₂；在变压器副边，变压器副边的正极与谐振电感L_r2的一端相连，变压器副边负极同时和谐振电容C_r3的负极、谐振电容C_r4的正极、辅助电感L_s的一端相连，谐振电感L_r2的另一端与开关管S₃的源极、开关管S₄的漏极同时和辅助电感L_s的另一端连在一起，开关管S₃的漏极同时与谐振电容C_r3和第二端口的正极连接，而开关管S₄的源极、第二端口的负极和谐振电容C_r4的负极同时连在一起，谐振电容C_r3、C_r4还分别连接着反并联的辅助二极管D₃、D₄。