一种双输入变结构多工况DC-DC变换器及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种双输入变结构多工况DC

【技术实现步骤摘要】
的端子2、功率开关管S2的端子1连接；直流输入源U2的负极分别与功率开关管S3的端子2、滤波电容的负极、负载电阻R的另一端连接。
[0011]进一步地，所述的功率开关管S1、S2、S3的两端反并联二极管。
[0012]进一步地，所述的输入源U1、U2的幅值和特性可以相同也可以不同。
[0013]进一步地，三个功率开关管S1、S2、S3可以同时驱动也可以错开一定的角度驱动。
[0014]进一步地，两直流输入源U1、U2可以单独工作也可以同时工作，同时工作又包括以下几种情况：交错并联工作、全并联工作，串联升压工作以及普通串联工作。
[0015]进一步地，六种工作状况的驱动信号如下：
[0016]直流输入源U1单独工作，开关管S3一直关断，开关管S1、S2同时导通同时关断；
[0017]直流输入源U2单独工作，开关管S1一直关断，开关管S2、S3同时导通同时关断；
[0018]直流输入源U1、U2全并联工作，U1、U2两电压值不同时，t0、t1、t2为一个工作周期内的不同时刻，开关管S1、S2、S3在t0时刻同时导通，开关管S1在t1时关断，开关管S2、S3在t2时刻同时关断；U1、U2两电压值相同时，开关管S1、S2、S3同时导通同时关断；
[0019]直流输入源U1、U2交错并联工作，既开关管S1、S3相差180
°
驱动，开关管S2一直保持导通；
[0020]直流输入源U1、U2串联升压工作，开关管S2一直导通，开关管S1、S3同时导通同时关断；
[0021]直流输入源U1、U2普通串联工作，开关管S1、S3同时一直关断，通过控制开关管S2来实现串联工作。
[0022]本专利技术的一种双输入变结构多工况DC
‑
DC变换器的控制方法，其特征在于：六种工作状况的功率开关管S1、S2、S3控制如下：
[0023]直流输入源U1单独工作，控制开关管S3一直关断，开关管S1、S2同时导通同时关断；
[0024]直流输入源U2单独工作，控制开关管S1一直关断，开关管S2、S3同时导通同时关断；
[0025]直流输入源U1、U2全并联工作，U1、U2两电压值不同时，t0、t1、t2为一个工作周期内的不同时刻，控制开关管S1、S2、S3在t0时刻同时导通，开关管S1在t1时关断，开关管S2、S3在t2时刻同时关断；U1、U2两电压值相同时，开关管S1、S2、S3同时导通同时关断；
[0026]直流输入源U1、U2交错并联工作，控制开关管S1、S3相差180
°
驱动，开关管S2一直保持导通；
[0027]直流输入源U1、U2串联升压工作，控制开关管S2一直导通，开关管S1、S3同时导通同时关断；
[0028]直流输入源U1、U2普通串联工作，控制开关管S1、S3同时一直关断，通过控制开关管S2来实现串联工作。
[0029]3.有益效果
[0030]采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
[0031](1)本专利技术的一种双输入变结构多工况DC
‑
DC变换器，允许两种能源输入，输入源的幅值和特性可以相同也可以不同；两输入源可以同时或分别向负载供电，而且输入电压范围较宽，因此提高了系统的稳定性、可靠性和灵活性。该变换器实现了能源的综合利用，并且具有结构简单、体积小、成本低的优点。
[0032](2)本专利技术的一种双输入变结构多工况DC
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DC变换器，有六种不同的工作状况，利
用变结构开关组的不同组合形式，当一个直流输入源无法正常工作时，达到变换器依然能够正常运行的目的；当两个直流输入源正常工作时，利用变结构开关组的不同组合形式，所提变换器能够工作在全并联状况、交错并联状况、串联升压状况、普通串联状况，从而达到减少输出电压纹波、提高变换器增益的目的。
附图说明
[0033]图1是本专利技术实施例1的电路结构示意图。
[0034]图2是本专利技术实施例1各个功率开关管的驱动波形示意图。
[0035]图3中的(a)和(b)是本专利技术工作状况一的模态示意图。
[0036]图4中的(a)和(b)是本专利技术工作状况二的模态示意图。
[0037]图5中的(a)、(b)和(c)是本专利技术工作状况三的模态示意图。
[0038]图6中的(a)、(b)、(c)和(d)是本专利技术工作状况四的模态示意图。
[0039]图7中的(a)和(b)是本专利技术工作状况五的模态示意图。
[0040]图8中的(a)和(b)是本专利技术工作状况六的模态示意图。
[0041]图9中的(a)和(b)是一路输入源单独工作时的稳态仿真实验的波形图。
[0042]图10中的(a)和(b)是两路输入源并联工作时的稳态仿真实验的波形图。
[0043]图11中的(a)和(b)是两路输入源串联工作时的稳态仿真实验的波形图。
具体实施方式
[0044]为进一步了解本专利技术的内容，结合附图和实施例对本专利技术作详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。本专利技术中所述的第一、第二等词语，是为了描述本专利技术的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本专利技术的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0045]功率开关管S1、S2、S3可以使用IGBT，也可以使用MOSFET等其他功率开关管。当使用IGBT时，功率开关管S1、S2、S3的1端、2端和3端分别对应代表功率开关管S1、S2、S3的集电极、发射极和基极，当使用MOSFET时，功率开关管S1、S2、S3的1端、2端和3端分别对应代表功率开关管S1、S2、S3的漏极、源极和栅极。
[0046]实施例1
[0047]本专利技术的一种双输入变结构多工况DC
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DC变换器，包括直流输入源U1、U2，功率开关管S1、S2、S3，二极管D1、D0，升压电感L1、L2和滤波电容C以及负载电阻R；
[0048]直流输入源U1的负极与电感L1的一端连接，电感L1的另一端分别与功率开关管S2的端子2、功率开关管S3的端子1连接，直流输入源U1的正极连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极分别与功率开关管S1的端子1、二极管D0的阳极连接，二极管D0的阴极分别与滤波电容C的正极、负载电阻R的一端连接；
[0049]直流输入源U2的正极与电感L2的一端连接，电感L2的另一端分别与功率开关管S1的端子2、功率开关管S2的端子1连接，直流输入源U2的负极分别与功率开关管S3的端子2、滤波电容C的负极、负载电阻R的另一端连接。
[0050]其中，功率开关管S1、S2、S3的两端反并联二极管。
[0051]实施例2
[0052]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双输入变结构多工况DC
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DC变换器，其特征在于：包括直流输入源U1、U2，功率开关管S1、S2、S3，二极管D1、D0，升压电感L1、L2，滤波电容C以及负载电阻R；其中：直流输入源U1的负极与电感L1的一端连接，电感L1的另一端分别与功率开关管S2的端子2、功率开关管S3的端子1连接；直流输入源U1的正极连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极分别与功率开关管S1的端子1、二极管D0的阳极连接，二极管D0的阴极分别与滤波电容C的正极、负载电阻R的一端连接；直流输入源U2的正极与电感L2的一端连接，电感L2的另一端分别与功率开关管S1的端子2、功率开关管S2的端子1连接；直流输入源U2的负极分别与功率开关管S3的端子2、滤波电容的负极、负载电阻R的另一端连接。2.根据权利要求1所述的一种双输入变结构多工况DC
‑
DC变换器，其特征在于：所述的功率开关管S1、S2、S3的两端反并联二极管。3.根据权利要求2所述的一种双输入变结构多工况DC
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DC变换器，其特征在于：所述的输入源U1、U2的幅值和特性可以相同也可以不同。4.根据权利要求3所述的一种双输入变结构多工况DC
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DC变换器，其特征在于：三个功率开关管S1、S2、S3可以同时驱动也可以错开一定的角度驱动。5.根据权利要求4所述的一种双输入变结构多工况DC
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DC变换器，其特征在于：两直流输入源U1、U2可以单独工作也可以同时工作，同时工作又包括以下几种情况：交错并联工作、全并联工作，串联升压工作以及普通串联工作。6.根据权利要求5所述的一种双输入变结构多工况DC
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DC变换器，其特征在于：六种工作状况的驱动信号如下：直流输入源U1单独工作，开关管S3一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世杰，程宇，刘肖肖，张梦，胡雪峰，唐得志，汪慧茹，穆坤书，徐紫俊，闻博，
申请(专利权)人：苏州翌工电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：