软开关非隔离型开关电容调节器

摘要

本发明公开了软开关非隔离型开关电容调节器，属于电力电子器件的技术领域。所述软开关非隔离型开关电容调节器包括功率开关管、电感、电容、输出滤波电容。软开关非隔离型开关电容调节器在一个周期内工作在两个主要的开关模态，其中一个模态是开关电容模态，采用电容作为传递能量的元件，具有动态响应快的优点；另一个模态是调压模态，通过调节功率开关管的占空比调节输出电压，克服了传统开关电容变换器输出电压不可调的缺陷。同时，通过控制功率开关管的驱动信号实现其零电压开关，提高了变换器的效率。

主权项

一种软开关非隔离型开关电容调节器，其输入端与直流电压源连接，输出端与负载电路连接，其特征在于所述软开关非隔离型开关电容调节器包括：第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、电感、电容、输出滤波电容，所述第一功率开关管的漏极、源极之间并接有第一寄生电容、第一寄生二极管，所述第二功率开关管的漏极、源极之间并接有第二寄生电容、第二寄生二极管，所述第三功率开关管的漏极、源极之间并接有第三寄生电容、第三寄生二极管；其中，所述第一功率开关管、电感串联连接的支路并联在直流电压源两端，电容、第三功率开关管串联连接的支路并联在电感两端，第二功率开关管、输出滤波电容串联连接的支路并联在第三功率开关管两端，软开关非隔离型开关电容调节器在每个开关周期都有4个开关模态：开关模态1：在[t₀，t₁]时间段内，第三功率开关管导通，电容与电感在回路中串联，输出电压V_o由第三功率开关管的占空比进行调节，此时软开关非隔离型开关电容调节器看作一个调压变换器，工作在调压模态，开关模态2：在[t₁，t₂]时间段内，在t₁时刻，第三功率开关管关断，电感电流i_L给第三寄生电容充电，同时给第一寄生电容、第二寄生电容放电，因此第三功率开关管是零电压关断，开关模态3：在[t₂，t₃]时间段内，在t₂时刻，第一寄生电容、第二寄生电容放电结束，电感电流i_L流经第一寄生二极管、第二寄生二极管，此时开通第一功率开关管、第二功率开关管为零电压开通，电容与负载电路串联后再与直流电压源并联、电感也并联在直流电压源两端，此时软开关非隔离型开关电容调节器看作一个开关电容变换器，工作在开关电容模态，开关模态4：在[t₃，t₄]时间段内，在t₃时刻，第一功率开关管、第二功率开关管关断，电感电流i_L给第一寄生电容、第二寄生电容充电，同时给第三寄生电容放电，第一功率开关管、第二功率开关管零电压关断，第三寄生电容放电结束，此时开通第三功率开关管为零电压开通。