[发明专利]一种开关电容型直流/直流变换器、开关电源及控制方法

权利要求书

1.一种开关电容型直流/直流变换器，其特征在于，包括：可控开关和n个开关电容模块；所述n为大于1的奇数；

所述可控开关的第一端为所述变换器的高压端，所述n个开关电容模块串联后形成变压支路，所述变压支路的第一端连接所述可控开关的第二端，所述变压支路的第二端为所述变换器的低压端；

每个所述开关电容模块包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管和电容；

所述第一开关管的第一端连接第一节点，所述第一开关管的第二端连接第二节点，所述第二开关管的第一端连接所述第二节点，所述第二开关管的第二端通过所述第三开关管接地；所述电容的第一端连接所述第一节点，所述电容的第二端连接所述第二开关管的第二端；

所述第一开关管和所述第三开关管的导通状态相同，所述第二开关管的导通状态与所述第一开关管的导通状态互补；

相邻的两个所述开关电容模块中的所述第一开关管的导通状态不同；

当所述可控开关导通时，连接所述可控开关的第二端的所述开关电容模块中的所述第二开关管导通；

还包括：(n+1)/2个电感；

从所述高压端向所述低压端依次为所有所述开关电容模块编号，奇数编号的所述开关电容模块中的电容串联电感；

所述电感与所述电容串联后连接在所述第一节点和所述第二开关管的第二端之间；

所述电感与所述电容形成串联谐振电路，且所述串联谐振电路的谐振频率与所述开关电容模块的工作频率相等。

2.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述变换器的高压端连接直流电源，所述变换器的低压端为输出端时，所述变换器为降压变换器。

3.根据权利要求2所述的变换器，其特征在于，所述开关电容模块的导通模式包括充电导通模式和放电导通模式；

所述充电导通模式为所述第二开关管导通，所述第一开关管和所述第三开关管均断开；

所述放电导通模式为所述第一开关管和所述第三开关管均导通，所述第二开关管断开。

4.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述变换器的低压端连接直流电源，所述变换器的高压端为输出端时，所述变换器为升压变换器。

5.根据权利要求4所述的变换器，其特征在于，所述开关电容模块的导通模式包括充电导通模式和放电导通模式；

所述充电导通模式为所述第一开关管和所述第三开关管均导通，所述第二开关管断开；

所述放电导通模式为所述第二开关管导通，所述第一开关管和所述第三开关管均断开。

6.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，三个相邻的所述开关电容模块中的所述电容的电压满足以下关系：

Vc(n-2)＝Vc(n-1)+Vcn；

其中，Vc(n-2)、Vc(n-1)和Vcn分别为从所述高压端至所述低压端的第n-2个所述开关电容模块中电容的电压、第n-1个所述开关电容模块中电容的电压和第n个所述开关电容模块中电容的电压。

7.根据权利要求3或5所述的变换器，其特征在于，当所述n为3时，所述高压端与所述低压端的电压比例5:1。

8.根据权利要求3或5所述的变换器，其特征在于，当所述n为5时，所述高压端与所述低压端的电压比例13:1。

9.根据权利要求1-6任一项所述的变换器，其特征在于，所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管的占空比区间均为40％-60％。

10.一种开关电源，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的开关电容型直流/直流变换器；还包括：直流电源；

所述开关电容型直流/直流变换器的第一端或第二端用于连接所述直流电源，将所述直流电源的电压进行变压后输出；

所述开关电容型直流/直流变换器的第一端为所述可控开关的第一端，所述可控开关的第二端连接所述变压支路的第一端，所述变压支路的第二端为所述开关电容型直流/直流变换器的第二端。