[发明专利]多相堆叠交错降压变换器的拓扑结构

说明书

本发明公开了一种多相堆叠交错降压变换器的拓扑结构。其中，该拓扑结构包括：第一数量的主回路，以及第一数量的从回路，与上述第一数量的主回路相连，用于消除回路中的电流波纹；第一数量的桥臂，与上述第一数量的主回路和上述第一数量的从回路相连，用于控制上述第一数量的主回路和上述第一数量的从回路的充放电状态。本发明解决了现有技术中交错降压变换器中开关的电流应力过大，交错降压变换器工作效率较低、容错性低的技术问题。

技术领域

本发明涉及变换器控制领域，具体而言，涉及一种多相堆叠交错降压变换器的拓扑结构。

背景技术

现有技术中的交错降压变换器的拓扑结构主要有交错并联降压变换器、以及堆叠交错降压变换器。其中，交错并联降压变换器采用两桥臂四个开关，如图1所示，由于交错并联降压变换器在工作过程中开关交错导通，使得上述交错并联降压变换器只有在占空比为50％的情况下才能实现输出纹波的完全抵消，因此此类变换器存在一定的局限性，且工作效率较低。

堆叠交错降压变换器同样采用两桥臂四个开关，如图2所示，由于从回路电容的存在，隔绝了从回路的直流电，使得流过主回路的电流等于负载电流，但同时也使得流过四个开关的电流应力增大，交错变换器工作效率同样降低；此外，当一个桥臂出现故障时，上述堆叠交错降压变换器的拓扑结构无法正常工作，因此该类交错变换器存在一定的局限性。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种多相堆叠交错降压变换器的拓扑结构，以至少解决现有技术中交错降压变换器中开关的电流应力过大，交错降压变换器工作效率较低、容错性低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种多相堆叠交错降压变换器的拓扑结构，包括：第一数量的主回路，以及第一数量的从回路，与上述第一数量的主回路相连，用于消除回路中的电流波纹；第一数量的桥臂，与上述第一数量的主回路和上述第一数量的从回路相连，用于控制上述第一数量的主回路和上述第一数量的从回路的充放电状态。

可选地，上述第一数量的桥臂，包括：第二数量的桥臂开关，用于基于上述桥臂开关的开关状态控制上述第一数量的主回路和上述第一数量的从回路的充放电状态。

可选地，述第一数量的桥臂，包括：每个桥臂上的桥臂开关的数量相同，并且每个桥臂上设置的不同桥臂开关处于关闭状态的时段不同。

可选地，每条上述主回路至少包括电感，其中，采用串联的连接方式将上述电感和负载设置在上述主回路；每条上述从回路至少包括电感以及电容，其中，采用串联的连接方式将上述电感以及电容设置在上述从回路。

可选地，上述电流波纹还用于确定目标时间段内电感的电感参数，上述目标时间段内的电流波纹的方程为其中，Δi为上述电流纹波、D为上述多相堆叠交错降压变换器占空比、f为上述多相堆叠交错降压变换器工作时开关的切换频率、L为电感、VIN为上述多相堆叠交错降压变换器的输入电压。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种多相堆叠交错降压变换器的拓扑结构，包括：三个主回路，以及三个从回路，与上述三个主回路相连，用于消除回路中的电流波纹；三个桥臂，与上述三个主回路和上述三个从回路相连，用于控制上述三个主回路和上述三个从回路的充放电状态。

可选地，上述三个桥臂，包括：每个桥臂上包括三个桥臂开关，用于基于上述桥臂开关的开关状态控制上述三个主回路和上述三个从回路的充放电状态，其中，上述三个桥臂开关不能同时处于关闭状态。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种多相堆叠交错降压变换器的拓扑结构，包括：两个主回路，以及两个从回路，与上述两个主回路相连，用于消除回路中的电流波纹；两个桥臂，与上述两个主回路和上述两个从回路相连，用于控制上述两个主回路和上述两个从回路的充放电状态。