一种单输入对称双极性双输出DC-DC变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种单输入对称双极性双输出DC‑DC变换器，第一端口的正极与第一开关的一端相连接，第一端口的负极与第二开关的一端、第二电感的一端、第一二极管的正极、第三电容的一端、第四电容的一端、第二端口的负极及第三端口的负极相连接，第一开关的另一端与第二开关的另一端、第一电容的一端及第二电容的一端相连接，第一电容的另一端与第一二极管的负极及第一电感的一端相连接，第一电感的另一端与第三电容的另一端及第二端口的正极相连接，第二电容的另一端与第二电感的另一端及第二二极管的负极相连接，第二二极管的正极与第四电容的另一端及第三端口的正极相连接，该变换器的器件数量少，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种单输入对称双极性双输出DC-DC变换器
本专利技术属于电源
，涉及一种单输入对称双极性双输出DC-DC变换器。
技术介绍
随着电力电子技术的高速发展，开关电源在各种电气设备中均有着广泛的应用。目前，很多应用场合都需要高功率密度，且能输出正负对称输出电压的开关电源，比如：逆变器、Class-D音频放大器、超声波医疗图像系统、需要正负供电的辅助电源等。传统提供正负电压输出的方式是利用具有电气隔离特性的正激(Forward)电路或者反激(Flyback)电路，共用变压器磁芯进行多输出绕组绕制变压器，从而得到了隔离的正负电压多输出变换器。但这种方式有着很大的缺点，变压器的设计大为复杂化，且各绕组间的交叉调整对变换器的性能有着很大影响。隔离变压器的使用增加了变压器的铜损和铁损，降低了变换器的效率。正激和反激需要额外的辅助电路来消除开关管的电压尖峰，增加了变换器复杂度，降低了变换器效率。有些提供正负电压输出的场合，也有使用两个非隔离开关变换器的方案，两个变换器分别输出正压和负压，消除了各输出间的交叉调整，省去了变压器，提高了变换器效率，但这种方式需要两套控制器和两套主功率电路，器件较多，成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种单输入对称双极性双输出DC-DC变换器，该变换器的器件数量少，成本低。为达到上述目的，本专利技术所述的单输入对称双极性双输出DC-DC变换器包括控制器、第一端口、第一开关、第二开关、第一电感、第二电感、第一二极管、第二二极管、第一电容、第二电容、第三电容及第四电容；第一端口的正极与第一开关的一端相连接，第一端口的负极与第二开关的一端、第二电感的一端、第一二极管的正极、第三电容的一端、第四电容的一端、第二端口的负极及第三端口的负极相连接，第一开关的另一端与第二开关的另一端、第一电容的一端及第二电容的一端相连接，第一电容的另一端与第一二极管的负极及第一电感的一端相连接，第一电感的另一端与第三电容的另一端及第二端口的正极相连接，第二电容的另一端与第二电感的另一端及第二二极管的负极相连接，第二二极管的正极与第四电容的另一端及第三端口的正极相连接；控制器的输入端与第二端口的正极及第三端口的正极相连接，控制器的输出端与第一开关的控制端及第二开关的控制端相连接。第一开关及第二开关均为有源开关管，其中，所述有源开关管为宽禁带半导体器件、场效应管或晶体三极管。第一开关的驱动信号与第二开关的驱动信号在忽略死区的情况下互补。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的单输入对称双极性双输出DC-DC变换器在具体操作时，第一开关和第二开关从空载到满载可实现软开关，提高变换器的效率；同时输入输出共地，因此不需要为两个开关提供隔离驱动，仅用简单的自举驱动即可使开关正常工作，大大减小了变换器的复杂度和成本；另外，该变换器还可以得到高度对称且共地的正负双输出，拓扑简单可靠，成本较低；开关器件采用半桥拓扑结构，驱动简单，容易闭环控制，可广泛应用于逆变器、Class-D音频放大器、超声波医疗图像系统及正负供电辅助电源等领域。附图说明图1为本专利技术的电路拓扑图；图2为第一驱动信号、第二驱动信号的对应关系示意图；具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参考图1，本专利技术所述的单输入对称双极性双输出DC-DC变换器包括控制器104、第一端口101、第一开关S1、第二开关S2、第一电感L1、第二电感L2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3及第四电容C4；第一端口101的正极与第一开关S1的一端相连接，第一端口101的负极与第二开关S2的一端、第二电感L2的一端、第一二极管D1的正极、第三电容C3的一端、第四电容C4的一端、第二端口102的负极及第三端口103的负极相连接，第一开关S1的另一端与第二开关S2的另一端、第一电容C1的一端及第二电容C2的一端相连接，第一电容C1的另一端与第一二极管D1的负极及第一电感L1的一端相连接，第一电感L1的另一端与第三电容C3的另一端及第二端口102的正极相连接，第二电容C2的另一端与第二电感L2的另一端及第二二极管D2的负极相连接，第二二极管D2的正极与第四电容C4的另一端及第三端口103的正极相连接；控制器104的输入端与第二端口102的正极及第三端口103的正极相连接，控制器104的输出端与第一开关S1的控制端及第二开关S2的控制端相连接。第一开关S1及第二开关S2均为有源开关管，其中，所述有源开关管为宽禁带半导体器件、场效应管或晶体三极管，第一开关S1的驱动信号与第二开关S2的驱动信号在忽略死区的情况下互补。第一开关S1及第二开关S2均为有源开关管，其中，所述有源开关管为宽禁带半导体器件、场效应管或晶体三极管；第一开关S1的驱动信号与第二开关S2的驱动信号在忽略死区的情况下互补。第二端口102与第三端口103的电压幅值相同，极性相反；第二端口102及第三端口103相对于第一端口101进行降压，第一端口101及第二端口102的极性相同。本专利技术仅使用两个开关、两个二极管、两个电感和四个电容，拓扑简单可靠，成本较低；开关从空载到满载可实现全部开关软开关，提高了变换器效率；另外，还可以得到高度对称且共地的正负双输出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单输入对称双极性双输出DC-DC变换器，其特征在于，包括控制器(104)、第一端口(101)、第一开关(S1)、第二开关(S2)、第一电感(L1)、第二电感(L2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)及第四电容(C4)；/n第一端口(101)的正极与第一开关(S1)的一端相连接，第一端口(101)的负极与第二开关(S2)的一端、第二电感(L2)的一端、第一二极管(D1)的正极、第三电容(C3)的一端、第四电容(C4)的一端、第二端口(102)的负极及第三端口(103)的负极相连接，第一开关(S1)的另一端与第二开关(S2)的另一端、第一电容(C1)的一端及第二电容(C2)的一端相连接，第一电容(C1)的另一端与第一二极管(D1)的负极及第一电感(L1)的一端相连接，第一电感(L1)的另一端与第三电容(C3)的另一端及第二端口(102)的正极相连接，第二电容(C2)的另一端与第二电感(L2的另一端及第二二极管(D2)的负极相连接，第二二极管(D2)的正极与第四电容(C4)的另一端及第三端口(103)的正极相连接；/n控制器(104)的输入端与第二端口(102)的正极及第三端口(103)的正极相连接，控制器(104)的输出端与第一开关(S1)的控制端及第二开关(S2)的控制端相连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种单输入对称双极性双输出DC-DC变换器，其特征在于，包括控制器(104)、第一端口(101)、第一开关(S1)、第二开关(S2)、第一电感(L1)、第二电感(L2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)及第四电容(C4)；
第一端口(101)的正极与第一开关(S1)的一端相连接，第一端口(101)的负极与第二开关(S2)的一端、第二电感(L2)的一端、第一二极管(D1)的正极、第三电容(C3)的一端、第四电容(C4)的一端、第二端口(102)的负极及第三端口(103)的负极相连接，第一开关(S1)的另一端与第二开关(S2)的另一端、第一电容(C1)的一端及第二电容(C2)的一端相连接，第一电容(C1)的另一端与第一二极管(D1)的负极及第一电感(L1)的一端相连接，第一电感(L1)的另一端与第三电容(...

【专利技术属性】
技术研发人员：周翔，王来利，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61