一种串充并放型高倍降压电路及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种串充并放型高倍降压电路及其控制方法，该电路包括：依次连接的降压电路以及储能电路；其中，降压电路包括多个，多个降压电路依次级联串充并放。该方法包括：控制多个降压电路导通、储能电路断开，实现串联充电；控制多个降压电路断开、储能电路导通，实现并联放电。本发明专利技术的串充并放型高倍降压电路及其控制方法，不使用中间电容，具有高倍降压功能，且降压不过于灵敏，而且可以工作在连续电流模式、临界电流模式、断续电流模式。

【技术实现步骤摘要】
一种串充并放型高倍降压电路及其控制方法
本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种串充并放型高倍降压电路及其控制方法。
技术介绍
直流降压电路包括两类：(1)电气耦合型，即BUCKDC-DC电路；(2)电气隔离型，即前级DC-AC变换器，中级为高频隔离变压器，后级为AC-DC变换器；前者升压能力有限，当开关频率较高时，不能允许占空比很小，如1～5％，否则影响输出电压质量，并引起较高的开关损耗。后者降能力依赖于隔离变压器的变比。此外还具有非常多的各式各样的复合降压电路，如电压变比为占比平方型(如王涛等人在2017年1月发表在电源学报，题目为：二次型Buck变换器的分析与设计的文章)、电压变比为占比n方型(如M.G.等人在2008年发表在IETPowerElectron，题目为：Modelingandanalysisofswitch-modecascadeconverterswithasingleactiveswitch的文章)，等等，其优点是采用单只功率开关，即可在占比较大情况下，可以实现高倍降压，其不足是降压过于灵敏，而且需要中间电容数量较多。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术中存在的问题，提出一种串充并放型高倍降压电路及其控制方法，不使用中间电容，具有高倍降压功能，且降压不过于灵敏，而且可以工作在连续电流模式(CCM)、临界电流模式(CRM)、断续电流模式(DCM)。为解决上述技术问题，本专利技术是通过如下技术方案实现的：本专利技术提供一种串充并放型高倍降压电路，其包括：依次连接的降压电路以及储能电路；其中，所述降压电路包括多个，多个所述降压电路依次级联串充并放。较佳地，所述降压电路包括三个，分别为：第一降压电路、第二降压电路以及第三降压电路；所述第一降压电路、第二降压电路以及第三降压电路依次级联串充并放。较佳地，所述第一降压电路包括：第一功率开关、第一降压电感、第一二极管以及第二二极管；其中，所述第一功率开关的漏极与直流电源的正极相连；所述第一降压电感的一端与所述第一功率开关的源极以及所述第一二极管的阴极相连；所述第一降压电感的另一端与所述第二二极管的阳极相连后形成第一降压电路的正极；所述第一二极管的阳极与所述直流电源的负极相连；进一步地，所述第二降压电路包括：第二功率开关、第二降压电感、第三二极管以及第四二极管；其中，所述第二功率开关的漏极与所述第一降压电路的正极相连；所述第二降压电感的一端与所述第二功率开关的源极以及所述第三二极管的阴极相连，所述第二降压电感的另一端与所述第四二极管的阳极相连后形成第二降压电路的正极；所述第三二极管的阳极与所述直流电源的负极相连；进一步地，所述第三降压电路包括：第三功率开关、第三降压电感、第五二极管以及第六二极管；其中，所述第三功率开关的漏极与所述第二降压电路的正极相连；所述第三降压电感的一端与所述第三功率开关的源极以及所述第五二极管的阴极相连，第三降压电感的另一端与所述第六二极管的阳极相连后形成第三降压电路的第一正极；所述第五二极管的阳极与所述直流电源的负极相连；所述第六二极管的阴极与所述第二二极管的阴极以及所述第四二极管的阴极相连后形成第三降压电路的第二正极。较佳地，所述储能电路包括：第四功率开关、储能电容以及储能电阻；其中，所述第四功率开关的漏极与所述第三降压电路的第二正极相连；所述储能电容的一端与所述储能电阻的一端相连后与所述第三降压电路的第一正极相连，形成直流输出正极；所述储能电容的另一端与所述储能电阻的另一端相连后与所述直流电源的负极相连，形成直流输出负极。本专利技术还提供一种串充并放型高倍降压电路的控制方法，用于上述所述的串充并放型高倍降压电路的控制方法，其包括以下步骤：S51：控制多个所述降压电路导通、所述储能电路断开，实现串联充电；S52：控制多个所述降压电路断开、所述储能电路导通，实现并联放电。相较于现有技术，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术提供的串充并放型高倍降压电路及其控制方法，降压电路包括多个，采用串充并放，输出直流电压与电源电压的比值非常低，具有高倍降压功能，适合高压输入-低压输出且电压变比很低的应用场合；(2)本专利技术提供的串充并放型高倍降压电路及其控制方法，在感值失衡时可实现降压电路的稳定运行，避免电流突变引起的电压冲击；(3)本专利技术提供的串充并放型高倍降压电路及其控制方法，无需使用中间电容，降低了电路板体积；(4)本专利技术提供的串充并放型高倍降压电路及其控制方法，扩展容易，便于实现多级级联降压电路；(5)本专利技术提供的串充并放型高倍降压电路及其控制方法，多个降压电路中的二极管可以两个一组使用共阴极二极管，减少二极管的使用数量，简化了电路结构，进一步降低了电路板体积。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明：图1为本专利技术的实施例的串充并放型高倍降压电路的原理图；图2为本专利技术的实施例的串充并放型高倍降压电路的驱动脉冲信号图。标号说明：1-第一降压电路，2-第二降压电路，3-第三降压电路，4-储能电路。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示为本专利技术一实施例的串充并放型高倍降压电路的原理图。请参考图1，本实施例的串充并放型高倍降压电路包括：依次连接的降压电路以及储能电路4；其中，降压电路包括多个，多个降压电路依次级联串充并放。本实施例中，降压电路包括三个，分别为：第一降压电路1、第二降压电路2以及第三降压电路3。进一步地，第一降压电路1包括：第一功率开关S1、第一降压电感L1、第一二极管D1以及第二二极管D2。其中，第一功率开关S1的漏极与直流电源Ui的正极DCP1相连。第一降压电感L1的一端与第一功率开关S1的源极以及第一二极管D1的阴极相连。第一降压电感L1的另一端与第二二极管D2的阳极相连后形成第一降压电路的正极DCP2。第一二极管D1的阳极与直流电源Ui的负极DCN相连。进一步地，第二降压电路2包括：第二功率开关S2、第二降压电感L2、第三二极管D3以及第四二极管D4。其中，第二功率开关S2的漏极与第一降压电路的正极DCP2相连。第二降压电感L2的一端与第二功率开关S2的源极以及第三二极管D3的阴极相连，第二降压电感L2的另一端与第四二极管D4的阳极相连后形成第二降压电路的正极DCP3。第三二极管D3的阳极与直流电源Ui的负极DCN相连。进一步地，第三降压电路3包括：第三功率开关S3、第三降压电感L3、第五二极管D5以及第六二极管D6。其中，第三功率开关S3的漏极与第二降压电路的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种串充并放型高倍降压电路，其特征在于，包括：依次连接的降压电路以及储能电路；其中，/n所述降压电路包括多个，多个所述降压电路依次级联串充并放。/n

【技术特征摘要】
1.一种串充并放型高倍降压电路，其特征在于，包括：依次连接的降压电路以及储能电路；其中，
所述降压电路包括多个，多个所述降压电路依次级联串充并放。


2.根据权利要求1所述的串充并放型高倍降压电路，其特征在于，所述降压电路包括三个，分别为：第一降压电路、第二降压电路以及第三降压电路；
所述第一降压电路、第二降压电路以及第三降压电路依次级联串充并放。


3.根据权利要求2所述的串充并放型高倍降压电路，其特征在于，所述第一降压电路包括：第一功率开关、第一降压电感、第一二极管以及第二二极管；其中，
所述第一功率开关的漏极与直流电源的正极相连；
所述第一降压电感的一端与所述第一功率开关的源极以及所述第一二极管的阴极相连；
所述第一降压电感的另一端与所述第二二极管的阳极相连后形成第一降压电路的正极；
所述第一二极管的阳极与所述直流电源的负极相连；进一步地，
所述第二降压电路包括：第二功率开关、第二降压电感、第三二极管以及第四二极管；其中，
所述第二功率开关的漏极与所述第一降压电路的正极相连；
所述第二降压电感的一端与所述第二功率开关的源极以及所述第三二极管的阴极相连，所述第二降压电感的另一端与所述第四二极管的阳极相连后形成第二降压电路的正极；
所述第三二极管的阳极与所述直流电源的负极相连；进...

【专利技术属性】
技术研发人员：常中科，胡嘉琪，侯孝涵，蒙一鸣，杨喜军，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31