[发明专利]一种高降压比的交错并联DC-DC变换器

权利要求书

1.一种高降压比的交错并联DC-DC变换器，其特征在于，包括电源(V_in)、第一电容(C₁)、第二电容(C₂)、第一电感(L₃)、第二电感(L₂)、第一开关管(S₁)、第二开关管(S₂)、第一二极管(D₁)、第二二极管(D₂)、第三二极管(D₃)、第四二极管(D₄)、第五二极管(D₅)及负载电阻(R)；

电源(V_in)的正极经输入电感(L₁)与第一电容(C₁)的一端、第二二极管(D₂)的负极、第一开关管(S₁)的一端及第二开关管(S₂)的一端相连接，第一电容(C₁)的另一端与第三二极管(D₃)的正极及第一二极管(D₁)的负极相连接，第二二极管(D₂)的正极与第三二极管(D₃)的负极及第二电容(C₂)的一端相连接，第一开关管(S₁)的另一端与第二电感(L₂)的一端及第四二极管(D₄)的负极相连接，第二开关管(S₂)的另一端与第一电感(L₃)的一端及第五二极管(D₅)的负极相连接，第一电感(L₃)的另一端与第二电感(L₂)的另一端及负载电阻(R)的一端相连接，电源(V_in)的负极与第二电容(C₂)的另一端、负载电阻(R)的另一端、第五二极管(D₅)的正极及第一二极管(D₁)的正极相连接；

负载电阻(R)上并联有滤波电容(C_o)；

第一开关管(S₁)及第二开关管(S₂)的触发脉冲相隔180°相位差；

设D为开关管占空比，T_S为开关周期，在NT_S时刻，第一开关管(S₁)高电平驱动脉冲到来，第一开关管(S₁)导通，第二开关管(S₂)截止，第一二极管(D₁)、第二二极管(D₂)及第五二极管(D₅)续流，第三二极管(D₃)和第四二极管(D₄)截止，电源(V_in)给输入电感(L₁)和第二电感(L₂)充电，输入电感(L₁)和第二电感(L₂)的电感电流持续上升，第一电感(L₃)经第五二极管(D₅)放电，第一电感(L₃)的电感电流下降，第一电容(C₁)和第二电容(C₂)放电；在NT_S+DT_S时刻，第一开关管(S₁)关断，输入电感(L₁)和第二电感(L₂)的电感电流达到最大值，第一电感(L₃)继续放电；在NT_S时刻至NT_S+DT_S时刻内，此工作模态下的微分方程为：

在NT_S+DT_S时刻，第一开关管(S₁)和第二开关管(S₂)截止，第一二极管(D₁)和第二二极管(D₂)截止，第三二极管(D₃)、第四二极管(D₄)及第五二极管(D₅)导通，第一电感(L₃)、第二电感(L₂)和输入电感(L₁)均处于放电状态，电源(V_in)和输入电感(L₁)给第一电容(C₁)和第二电容(C₂)充电；在NT_S+T_S/2时刻，第二开关管(S₂)导通，第一电感(L₃)的电流达到最小值；在NT_S+DT_S时刻至NT_S+T_S/2时刻内，此工作模态下的微分方程为：

在NT_S+T_S/2时刻，第二开关管(S₂)高电平驱动脉冲到来，第二开关管(S₂)导通，第一开关管(S₁)截止，第一二极管(D₁)、第二二极管(D₂)及第四二极管(D₄)续流，第三二极管(D₃)和第五二极管(D₅)截止，电源(V_in)给第一电感(L₃)和输入电感(L₁)充电，第一电感(L₃)和输入电感(L₁)的电感电流持续上升，第二电感(L₂)经第四二极管(D₄)放电，第二电感(L₂)的电感电流下降，第一电容(C₁)和第二电容(C₂)放电；在NT_S+T_S/2+DT_S时刻，第二开关管(S₂)关断，第一电感(L₃)和输入电感(L₁)的电感电流达到最大值，第二电感(L₂)继续放电；在NT_S+T_S/2时刻至NT_S+T_S/2+DT_S时刻内，此工作模态下的微分方程为：

其中，N为自然数，v_in为输入电压，v_o为输出电压，v_C1和v_C2分别为第一电容(C₁)及第二电容(C₂)的电压，i_L1、i_L2及i_L3分别为输入电感(L₁)、第二电感(L₂)及第一电感(L₃)的电流，D小于0.5，C_o为滤波电容的电容值，L₁为输入电感的电感值，L₂为第二电感的电感值，L₃为第一电感的电感值，R为负载电阻的电阻值，C₁为第一电容的电容值，C₂为第二电容的电容值；

在NT_S+T_S/2+DT_S时刻，第一开关管(S₁)和第二开关管(S₂)截止，第一二极管(D₁)和第二二极管(D₂)截止，第三二极管(D₃)、第四二极管(D₄)及第五二极管(D₅)导通，第一电感(L₃)、第二电感(L₂)和输入电感(L₁)均处于放电状态，电源(V_in)和输入电感(L₁)给第一电容(C₁)和第二电容(C₂)充电；在NT_S+T_S时刻，第一开关管(S₁)导通，第二电感(L₂)的电流达到最小值；在NT_S+T_S/2+DT_S时刻至NT_S+T_S时刻内，此工作模态下的微分方程与式(2)一致。