[发明专利]一种自谐振驱动隔离低应力型双向Class E2

权利要求书

1.一种自谐振驱动隔离低应力型双向ClassE²高频功率变换器，其特征在于，所述变换器包括：第一ClassE谐振单元、隔离型匹配网络、第二ClassE谐振单元；

所述第一ClassE谐振单元的第二端口与所述隔离型匹配网络的第一端口相连，所述隔离型匹配网络的第二端口与所述第二ClassE谐振单元的第一端口相连；

当所述变换器的能量正向流动时，所述第一ClassE谐振单元的第一端口与电源相连，所述第二ClassE谐振单元的第二端口与负载相连；

当所述变换器的能量反向流动时，所述第一ClassE谐振单元的第一端口与负载相连，所述第二ClassE谐振单元的第二端口与电源相连；

第一ClassE谐振单元和第二ClassE谐振单元在结构上相互对称；

所述第二ClassE谐振单元包括谐振电容C_d、电容C₂，谐振电感L_d、电感L_G2、N型开关管S_d、直流偏置电源V_b2；

谐振电容C_d的一端连接谐振电感L_d的一端、N型开关管S_d的漏极；谐振电感L_d的另一端连接电容C₂的一端；

谐振电容C_d的另一端连接直流偏置电源V_b2的负极、N型开关管S_d的源极、电容C₂的另一端；直流偏置电源V_b2的正极经串联电感L_G2后连接至N型开关管S_d的栅极；

所述谐振电容C_d的一端作为第二ClassE谐振单元的第一正端口，用于连接隔离型匹配网络的第二正端口；

所述谐振电容C_d的另一端作为第二ClassE谐振单元的第一负端口，用于连接隔离型匹配网络的第二负端口；

所述电容C₂的一端作为第二ClassE谐振单元的第二正端口，用于电源正极或负载正极；

所述电容C₂的另一端作为第二ClassE谐振单元的第二正端口，用于连接电源负极或负载负极；

所述隔离型匹配网络包括：电容C_B、电容C_rec和变压器T_r；

电容C_B的一端连接变压器T_r的正输入端，变压器T_r的正输出端连接电容C_rec的一端，电容C_B的另一端作为隔离型匹配网络的第一正端口；变压器T_r的负输入端作为隔离型匹配网络的第一负端口，电容C_rec的另一端作为隔离型匹配网络的第二正端口，变压器T_r的负输出端作为隔离型匹配网络的第二负端口；

根据以下公式确定L_d和C_d的参数取值：

其中，ω＝2πf，T＝1/f，f为所述变换器的工作频率；P_o为所述变换器的输出功率，V_o为所述变换器的输出电压；T_on＝D_dT，T_off＝(1-D_d)T，D_d为所述第二ClassE谐振单元中N型开关管S_d的工作占空比；为I_in的初始相位角。