一种多输入高可靠性电容电流一致型SepicDC-DC变换器制造技术

一种多输入高可靠性电容电流一致型SepicDC

【技术实现步骤摘要】
一种多输入高可靠性电容电流一致型Sepic DC
‑
DC变换器


[0001]本专利技术涉及一种DC
‑
DC变换器，具体涉及一种多输入高可靠性电容电流一致型Sepic DC
‑
DC变换器。

技术介绍

[0002]在输入和输出电压变化均较大的应用场合，输入电压即可能高于输出电压，也可能低于输出电压，此时适用的常见非隔离型升降压DC
‑
DC变换器有Buck
‑
Boost、Cuk、Sepic以及Zeta电路。理论上通过调节占空比D，这些变换器的输入输出增益可以在零至无穷大之间变化，但受元器件及电路寄生参数的影响，这些变换器的升压能力受到了较大的限制。
[0003]目前双输入DC
‑
DC变换器输入输出增益的方案多采用基本电路并联构建，但可靠性较差。因此研究即可实现高增益升压同时也具有高可靠性的多输入升降压DC/DC变换器具有重要意义。

技术实现思路

[0004]为解决现有非隔离型多输入高增益DC
‑
DC变换器可靠性不高的问题。本专利技术基于基本Sepic电路提出一种多输入高可靠性电容电流一致型Sepic DC
‑
DC变换器，该变换器由基本Sepic变换器和若干个增益扩展单元组成。通过调节增益扩展单元的个数即可实现对变换器输入输出增益以及开关器件电压应力的调节。该变换器具有控制及驱动电路简单、输入输出电压调节范围宽、可靠性高的特点；在其中一个开关管损坏时，其余电路能正常工作；适合于输出输入电压与输出电压变化范围比较大，需要多个电源同时供电且可靠性要求高的应用场合。
[0005]本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种多输入高可靠性电容电流一致型Sepic DC
‑
DC变换器，该变换器包括：
[0007]n+1个直流电源，一个基本Sepic变换器，n个增益扩展单元，其中：
[0008]基本Sepic变换器包含电感L1、L2，电容C1、C2，功率开关S1，二极管D1；电感L1一端连接直流电源u
in1
正极，电感L1另一端分别连接功率开关S1漏极、电容C1一端，电容C1另一端分别连接电感L2一端、二极管D1阳极，二极管D1阴极连接电容C2一端，电容C2另一端、电感L2另一端、功率开关S1源极均连接直流电源u
in1
负极；
[0009]n个增益扩展单元中，第1个增益扩展单元包括电感L
11
、L
12
，电容C
11
、C
12
，功率开关S2，二极管D
11
；其中，直流电源u
in2
正极连接电感L
11
一端，电感L
11
另一端分别连接功率开关S2漏极、电容C
11
一端，电容C
11
另一端分别连接电感L
12
一端、二极管D
11
阳极，二极管D
11
阴极连接电容C
12
一端，功率开关S2源极连接直流电源u
in2
负极，电容C
12
另一端连接电感L
12
另一端；第2个增益扩展单元包括电感L
21
、L
22
，电容C
21
、C
22
，功率开关S3，二极管D
21
；其中，直流电源u
in3
正极连接电感L
21
一端，电感L
21
另一端分别连接功率开关S3漏极、电容C
21
一端，电容C
21
另一端分别连接电感L
22
一端、二极管D
21
阳极，二极管D
21
阴极连接电容C
22
一端，功率开关S3源极连接直流电源u
in3
负极，电容C
22
另一端连接电感L
22
另一端；
[0010]......以此类推；
[0011]第n个增益扩展单元包括电感L
n1
、L
n2
，电容C
n1
、C
n2
，功率开关S
n+1
，二极管D
n1
；其中，直流电源u
in(n+1)
正极连接电感L
n1
一端，电感L
n1
另一端分别连接功率开关S
n+1
漏极、电容C
n1
一端，电容C
n1
另一端分别连接电感L
n2
一端、二极管D
n1
阳极，二极管D
n1
阴极连接电容C
n2
一端，功率开关S
n+1
源极连接直流电源u
in(n+1)
负极，电容C
n2
另一端连接电感L
n2
另一端；
[0012]直流电源u
in2
负极、直流电源u
in3
负极......直流电源u
in(n+1)
负极均连接基本Sepic变换器中的直流电源u
in1
负极；
[0013]第1个增益扩展单元中的电容C
12
一端连接基本Sepic变换器中的电容C2另一端，各个增益扩展单元之间的连接关系如下：
[0014]第1个增益扩展单元中的电容C
12
另一端连接第2个增益扩展单元中的电容C
22
一端；
[0015]第2个增益扩展单元中的电容C
22
另一端连接第3个增益扩展单元中的电容C
32
一端；
[0016]......以此类推；
[0017]第n
‑
1个增益扩展单元中电容C
(n
‑
1)2
另一端连接第n个增益扩展单元中的电容C
n2
一端；负载R一端连接基本Sepic变换器中的电容C2一端，负载R另一端连接电容C
n2
另一端。
[0018]所述功率开关S1、以及S2、
…
、S
n
、S
n+1
的栅极均连接其控制器，其占空比可以在0至1之间变化，当S2、
…
、S
n
、S
n+1
其中有任何一个开关管损坏时，整个电路可继续正常工作。
[0019]增益扩展单元数为2时，该变换器包括：
[0020]3个直流电源，一个基本Sepic变换器，2个增益扩展单元，其中：
[0021]基本Sepic变换器包含电感L1、L2，电容C1、C2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多输入高可靠性电容电流一致型Sepic DC
‑
DC变换器，其特征在于该变换器包括：n+1个直流电源，一个基本Sepic变换器，n个增益扩展单元，其中：基本Sepic变换器包含电感L1、L2，电容C1、C2，功率开关S1，二极管D1；电感L1一端连接直流电源u
in1
正极，电感L1另一端分别连接功率开关S1漏极、电容C1一端，电容C1另一端分别连接电感L2一端、二极管D1阳极，二极管D1阴极连接电容C2一端，电容C2另一端、电感L2另一端、功率开关S1源极均连接直流电源u
in1
负极；n个增益扩展单元中，第1个增益扩展单元包括电感L
11
、L
12
，电容C
11
、C
12
，功率开关S2，二极管D
11
；其中，直流电源u
in2
正极连接电感L
11
一端，电感L
11
另一端分别连接功率开关S2漏极、电容C
11
一端，电容C
11
另一端分别连接电感L
12
一端、二极管D
11
阳极，二极管D
11
阴极连接电容C
12
一端，功率开关S2源极连接直流电源u
in2
负极，电容C
12
另一端连接电感L
12
另一端；第2个增益扩展单元包括电感L
21
、L
22
，电容C
21
、C
22
，功率开关S3，二极管D
21
；其中，直流电源u
in3
正极连接电感L
21
一端，电感L
21
另一端分别连接功率开关S3漏极、电容C
21
一端，电容C
21
另一端分别连接电感L
22
一端、二极管D
21
阳极，二极管D
21
阴极连接电容C
22
一端，功率开关S3源极连接直流电源u
in3
负极，电容C
22
另一端连接电感L
22
另一端；......以此类推；第n个增益扩展单元包括电感L
n1
、L
n2
，电容C
n1
、C
n2
，功率开关S
n+1
，二极管D
n1
；其中，直流电源u
in(n+1)
正极连接电感L
n1
一端，电感L
n1
另一端分别连接功率开关S
n+1
漏极、电容C
n1
一端，电容C
n1
另一端分别连接电感L
n2
一端、二极管D
n1
阳极，二极管D
n1
阴极连接电容C
n2
一端，功率开关S
n+1
源极连接直流电源u
in(n+1)
负极，电容C
n2
另一端连接电感L
n2
另一端；直流电源u
in2
负极、直流电源u
in3
负极......直流电源u
in(n+1)
负极均连接基本Sepic变换器中的直流电源u
in1
负极；第1个增益扩展单元中的电容C
12
一端连接基本Sepic变换器中的电容C2另一端，各个增益扩展单元之间的连接关系如下：第1个增益扩展单元中的电容C
12
另一端连接第2个增益扩展单元中的电容C
22
一端；第2个增益扩展单元中的电容C
22
另一端连接第3个增益扩展单元中的电容C
32
一端；......以此类推；第n
‑
1个增益扩展单元中电容C
(n
‑
1)2
另一端连接第n个增益扩展单元中的电容C
n2
一端；负载R一端连接基本Sepic变换器中的电容C2一端，负载R另一端连接电容C
n2
另一端。2.根据权利要求1所述一种多输入高可靠性电容电流一致型Sepic DC
‑
DC变换器，其特征在于：所述功率开关S1、以及S2、
…
、S
n
、S
n+1
的栅极均连接其控制器，其占空比可以在0至1之间变化，当S2、
…...

【专利技术属性】
技术研发人员：邾玢鑫，周丽娟，刘佳欣，周生奇，支树播，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：