四开关管三端口变换器

摘要

本发明公开了一种四开关管三端口变换器，属于电力电子变换器领域。该变换器是由输入源、蓄电池、原边电路和副边电路组成，原边电路连接输入源和蓄电池，副边电路连接负载。变换器共使用了四个开关管，原边及副边电路各使用两个开关管，通过对四个开关管的控制，采用一个变换器即可同时实现主电源、蓄电池和负载三者的功率管理。本发明是将隔离变换器与非隔离双向变换器两者集成到一起，使用的开关器件少，控制简单，可靠性高，能有效完成系统的功率管理与控制，适用于航天卫星供电或新能源发电系统。

主权项

一种四开关管三端口变换器，其特征在于：包括输入源（Vin）、蓄电池（Vb）、原边电路（10）和副边电路（20）；所述原边电路（10）为以下三种结构中的任意一种：第一种：第一二极管（D1）的阳极连接输入源（Vin）的正极，第一二极管（D1）的阴极分别连接第一电容（C1）的一端和第一开关管（S1）的漏极，第二电容（C2）的一端分别连接蓄电池（Vb）的正极和变压器原边绕组（NP）的非同名端，第一电容（C1）的另一端分别连接输入源（Vin）的负极、蓄电池（Vb）的负极、第二电容（C2）的另一端和第二开关管（S2）的源极，第二开关管（S2）的漏极分别连接第一开关管（S1）的源极和变压器原边绕组（NP）的同名端；第二种：第一电容（C1）的一端分别连接蓄电池（Vb）的正极和第一开关管（S1）的漏极，第一二极管（D1）阳极连接输入源（Vin）的正极，第一二极管（D1）阴极分别连接第二电容（C2）的一端和变压器原边绕组（NP）的非同名端，第一电容（C1）的另一端分别连接蓄电池（Vb）的负极、输入源（Vin）的负极、第二电容（C2）的另一端和第二开关管（S2）的源极，第二开关管（S2）的漏极分别连接第一开关管（S1）的源极和变压器原边绕组（NP）的同名端；第三种：第一二极管（D1）的阳极连接输入源（Vin）的正极，第一二极管（D1）的阴极分别连接第一电容（C1）的一端和第一开关管（S1）的漏极，第一电容（C1）的另一端分别连接输入源（Vin）的负极、蓄电池（Vb）的正极、第二电容（C2）的一端和变压器原边绕组（NP）的非同名端，第二电容（C2）的另一端分别连接蓄电池（Vb）的负极和第二开关管（S2）的源极，第二开关管（S2）的漏极分别连接第一开关管（S1）的源极和变压器原边绕组（NP）的同名端；所述副边电路（20）为以下三种结构中的任意一种：第一种：第三开关管（S3）的源极连接变压器第一副边绕组（NS1）的同名端，第四开关管（S4）的源极连接变压器第二副边绕组（NS2）的非同名端，第三开关管（S3）的漏极分别连接第四开关管（S4）的漏极和滤波电感（Lo）的一端，滤波电感（Lo）的另一端分别连接滤波电容（Co）的一端和负载（Ro）的一端，变压器第一副边绕组（NS1）的非同名端分别连接变压器第二副边绕组（NS2）的同名端、滤波电容（Co）的另一端和负载（Ro）的另一端；第二种：第三开关管（S3）的漏极分别连接变压器副边绕组（NS）的非同名端和第二二极管（D2）的阳极，第二二极管（D2）的阴极分别连接第三二极管（D3）的阴极和滤波电感 （Lo）的一端，滤波电感（Lo）的另一端分别连接滤波电容（Co）的一端和负载（Ro）的一端，第三开关管（S3）的源极分别连接第四开关管（S4）的源极、滤波电容（Co）的另一端和负载（Ro）的另一端，第四开关管（S4）的漏极分别连接变压器副边绕组（NS）的同名端和第三二极管（D3）的阳极；第三种：第四开关管（S4）的漏极分别连接变压器副边绕组（NS）的同名端和第一滤波电感（Lo1）的一端，第三开关管（S3）的漏极分别连接变压器副边绕组（NS）的非同名端和第二滤波电感（Lo2）的一端，第一滤波电感（Lo1）的另一端分别连接第二滤波电感（Lo2）的另一端、滤波电容（Co）的一端和负载（Ro）的一端，第四开关管（S4）的源极分别连接第三开关管（S3）的源极、滤波电容（Co）的另一端和负载（Ro）的另一端；所述输入源（Vin）、蓄电池（Vb）和负载（Ro）分别作为三端口中的一个端口。