直流-直流转换器制造技术

公开了一种直流‑直流转换器，本实用新型专利技术实施例的技术方案通过将开关电容变换器和开关变换器的输入端口以串联或并联方式中的一种相互连接，输出端口以串联或并联方式中的另一种相互连接，减小了经由开关变换器传递的功率，由于开关电容变换器的效率高于开关变换器的效率，由此，可以提高电路系统的效率。同时，由于开关变换器的存在，使得基于本实用新型专利技术实施例的直流‑直流转换器具有可调的平滑输出，并具有可调的增益。

【技术实现步骤摘要】
直流-直流转换器
本技术涉及电力电子技术，具体涉及一种直流-直流转换器。
技术介绍
开关电容变换器通过开关控制电容的充电和放电，实现电压或电流变换。但是，开关电容变换器只能实现输入输出电压固定变比的变换，同时由于输入电源上不期望的电流脉动较大，使得输出电压也存在脉动。在现有技术中，为了改变输入输出电压的比值变换，同时为了平滑输出电压，通常会在开关电容变换器的前级或者后级串联传统的开关变换器，如图1所示，输入级为开关电容变换器1，输出级则为采用降压型拓扑的开关变换器2。但是在这种电路连接方式中，所有的功率都通过开关变换器传递，电路系统的效率仍存在提升空间。
技术实现思路
有鉴于此，本技术实施例提供一种直流-直流变换器，在保证输出电压平滑调整的同时提高电路系统的效率。本技术实施例的直流-直流转换器包括：开关电容变换器；以及开关变换器；其中，所述开关电容变换器和所述开关变换器的输入端口以串联或并联方式中的一种相互连接，输出端口以串联或并联方式中的另一种相互连接。进一步地，所述开关电容变换器和所述开关变换器的输入端口串联连接且输出端口并联连接。进一步地，所述开关型变换器和所述开关变换器的输入端口并联连接且输出端口串联连接。进一步地，所述开关电容变换器为隔离型开关电容变换器或非隔离型开关电容变换器。进一步地，所述开关电容变换器和所述开关变换器被配置为能够进行双向功率变换的变换器，以使得所述直流-直流转换器能够进行双向调节。进一步地，所述开关变换器为升压型拓扑、降压型拓扑、升降压型拓扑和反激式开关变换器、Zeta拓扑、Sepic拓扑、Cuk拓扑、正激式变换器、推挽式变换器、半桥式变换器、全桥式变换器、LLC变换器的任一种。进一步地，所述开关电容变换器包括：N个第一电容，具有相互连接的第一端；N个第二电容，依次串联连接在所述开关电容变换器的输入端口与所述开关变换器的输入端口之间，或者串联连接在所述开关电容变换器的输出端口与所述开关变换器的输出端口之间；N个第一开关组，每个所述第一开关组用于将对应的第一电容的第二端选择性地连接到对应的第二电容的第一端或第二端；以及第二开关组，用于将N个第一电容相互连接的第一端选择性地连接到输出端口的第一端或第二端，或者第二开关组用于将N个第一电容相互连接的第一端选择性地连接到输入端口的第一端或第二端；其中，所述第一开关组和所述第二开关组受控进行状态切换以使得所述直流-直流转换器的输出电压和输入电压成比例，其中，N为不小于1的自然数。进一步地，所述开关电容变换器还包括：至少一个隔离电容，连接在所述开关电容变换器的输出端口的任一端和所述N个第二电容连接的任意一端之间，或者连接在所述开关电容变换器的输入端口的任一端和所述N个第二电容连接的任意一端之间。进一步地，每个所述第一开关组和所述第二开关组为包括第一开关和第二开关的半桥电路，其中，所述第一开关和所述第二开关的开关状态为互补状态。进一步地，所述开关变换器包括：输出电容，连接在所述输出端口的两端。本技术实施例的技术方案通过将开关电容变换器和开关变换器的输入端口以串联或并联方式中的一种相互连接，输出端口以串联或并联方式中的另一种相互连接，减小了经由开关变换器传递的功率，由于开关电容变换器的效率高于开关变换器的效率，由此，可以提高电路系统的效率。同时，由于开关变换器的存在，使得基于本技术实施例的直流-直流转换器具有可调的平滑输出，并具有可调的增益。附图说明通过以下参照附图对本技术实施例的描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是一个现有技术的直流-直流转换器的电路图；图2是本技术第一实施例的直流-直流转换器的电路示意图；图3是本技术第一实施例的直流-直流转换器的电路示意图；图4是本技术第一实施例的开关电容变换器的电路示意图；图5是本技术第一实施例的开关电容变换器的电路示意图；图6是本技术第一实施例的开关电容变换器的电路示意图；图7是本技术第二实施例的直流-直流转换器的电路示意图；图8是本技术第二实施例的直流-直流转换器的电路示意图。具体实施方式以下基于实施例对本技术进行描述，但是本技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本技术。为了避免混淆本技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。图2是本技术第一实施例的直流-直流转换器的电路示意图。如图2所示，本实施例的直流-直流转换器包括开关电容变换器21和开关变换器22。其中，开关电容变换器21与开关变换器22的输入端口串联连接、输出端口并联连接。开关电容变换器21为隔离型开关电容变换器或非隔离型开关电容变换器。开关型电容变换器21开环工作，其输入电压与输出电压的关系为：其中，Vin1为开关电容变换器21的输入电压，Vout1为开关电容变换器21的输出电压，X为一个常量。通过调节开关电容变换器21的输出电压和输入电压的比值X以使得其满足实际电路的需求。开关变换器22根据电路最终所需的电压调节占空比，采用闭环工作模式，其输入电压与输出电压的关系为：其中，Vin2为开关变换器22的输入电压，Vout2为开关变换器22的输出电压，D为开关变换器22的控制信号的占空比，M(D)是关于占空比D的函数。由于开关电容变换器21与开关变换器22的输入端口串联连接、输出端口并联连接，因此本实施例中的直流-直流转换器的输入电压与输出电压满足以下关系：由于开关电容变换器21的输出端口与开关变换器22的输出端口并联连接，所以Vout1＝Vout2＝Vout。因此，本实施例的直流-直流转换器的输入电压与输出电压的关系为：优选地，开关电容变换器21和开关变换器22被配置为能够进行双向功率变换的变换器，以使得本实施例的直流-直流转换器能够进行双向调节。应理解，开关变换器22可以为升压型拓扑、降压型拓扑、升降压型拓扑、Zeta拓扑、Sepic拓扑、Cuk拓扑、反激式变换器、正激式变换器、推挽式变换器、半桥式变换器、全桥式变换器和LLC变换器中的任一种。本实施例的直流-直流转换器通过采用将开关电容变换器与开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流‑直流转换器，包括：开关电容变换器；以及开关变换器；其中，所述开关电容变换器和所述开关变换器的输入端口以串联或并联方式中的一种相互连接，输出端口以串联或并联方式中的另一种相互连接。

【技术特征摘要】
1.一种直流-直流转换器，包括：开关电容变换器；以及开关变换器；其中，所述开关电容变换器和所述开关变换器的输入端口以串联或并联方式中的一种相互连接，输出端口以串联或并联方式中的另一种相互连接。2.根据权利要求1所述的直流-直流转换器，其特征在于，所述开关电容变换器和所述开关变换器的输入端口串联连接且输出端口并联连接。3.根据权利要求1所述的直流-直流转换器，其特征在于，所述开关电容变换器和所述开关变换器的输入端口并联连接且输出端口串联连接。4.根据权利要求1所述的直流-直流转换器，其特征在于，所述开关电容变换器为隔离型开关电容变换器或非隔离型开关电容变换器。5.根据权利要求1所述的直流-直流转换器，其特征在于，所述开关电容变换器和所述开关变换器被配置为能够进行双向功率变换的变换器，以使得所述直流-直流转换器能够进行双向调节。6.根据权利要求1所述的直流-直流转换器，其特征在于，所述开关变换器为升压型拓扑、降压型拓扑、升降压型拓扑、Zeta拓扑、Sepic拓扑、Cuk拓扑、反激式变换器、正激式变换器、推挽式变换器、半桥式变换器、全桥式变换器和LLC变换器的任一种。7.根据权利要求1所述的直流-直流转换器，其特征在于，所述开关电容变换器包括：N个第一电容，具有相互连接的第一端；N个第二电容，依次串联...

【专利技术属性】
技术研发人员：张望，赵晨，
申请(专利权)人：南京矽力杰半导体技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32