[发明专利]双向DC-DC变换电路

摘要

本发明提供了一种双向DC‑DC变换电路，包括：交错并联变换模块、开关电容网络模块、第一耦合电感L₁、第二耦合电感L₂、低压侧滤波电容C_L、高压侧滤波电容C_H，所述交错并联变换模块和开关电容网络模块中的开关管根据外接的控制信号在开启和断开两种状态间切换，以使低压侧滤波电容C_L的两侧根据高压侧滤波电容C_H的两端连接的电压源输出相应的低电压值；或者高压侧滤波电容C_H的两侧根据低压侧滤波电容C_L的两端连接的电压源输出相应的高电压值。本发明可有效提高变换电路的变压比以及降低低压侧功率器件的电流应力和高压侧功率器件的电压应力，提高变换器的效率，实现了高变压比、高效率的双向DC‑DC变换。

主权项

1.一种双向DC‑DC变换电路，其特征在于，包括：交错并联变换模块、开关电容网络模块、第一耦合电感L₁、第二耦合电感L₂、低压侧滤波电容C_L、高压侧滤波电容C_H，所述第一耦合电感L₁、第二耦合电感L₂、低压侧滤波电容C_L的一端构成低压侧电源的正连接端，或者低电压的正输出端；所述低压侧滤波电容C_L的另一端构成低压侧电源的负连接端，或者低电压的负输出端；所述第一耦合电感L₁的另一端连接所述交错并联变换模块的第一端口的一端M₁，所述第二耦合电感L₂的另一端连接所述交错并联变换模块的第二端口的一端M₂；所述交错并联变换模块的第三端口与所述开关电容网络模块的第一端口相连，且所述交错并联变换模块的第一端口的另一端、所述交错并联变换模块的第二端口的另一端均接地；所述开关电容网络模块的第二端口的两端分别与高压侧滤波电容C_H的两端相连，且所述高压侧滤波电容C_H的两端构成高压侧电源的正、负连接端，或者构成高电压的正、负输出端；其中：所述交错并联变换模块和开关电容网络模块中的开关管根据外接的控制信号在开启和断开两种状态间切换，以使低压侧滤波电容C_L的两侧根据高压侧滤波电容C_H的两端连接的电压源输出相应的低电压值；或者高压侧滤波电容C_H的两侧根据低压侧滤波电容C_L的两端连接的电压源输出相应的高电压值；所述交错并联变换模块，包括：第一功率开关管Q₁、第二功率开关管Q₂、第三功率开关管Q₃、第四功率开关管Q₄，所述第一功率开关管Q₁的漏极与所述第三功率开关管Q₃的漏极相连并构成所述交错并联变换模块的第三端口的一端M；所述第一功率开关管Q₁的源极与第二功率开关管Q₂的漏极相连并构成所述交错并联变换模块的第一端口的一端M₁，所述第三功率开关管Q₃的源极与第四功率开关管Q₄的漏极相连并构成所述交错并联变换模块的第二端口的一端M₂；所述第二功率开关管Q₂的源极和第四功率开关管Q₄的源极相连，并构成所述交错并联变换模块的第一端口的另一端、所述交错并联变换模块的第二端口的另一端；所述第一功率开关管Q₁、第二功率开关管Q₂、第三功率开关管Q₃、第四功率开关管Q₄的栅极构成所述控制信号的输入端；所述开关电容网络模块，包括：第五功率开关管Q₅、第六功率开关管Q₆、第七功率开关管Q₇、第八功率开关管Q₈、第一电容C₁、第二电容C₂；所述第五功率开关管Q₅的漏极与第二电容C₂的一端、第八功率开关管Q₈的源极相连，并构成所述开关电容网络模块的第一端口的一端；所述第五功率开关管Q₅的源极与第一电容C₁的一端、第六功率开关管Q₆的源极相连，所述第六功率开关管Q₆的漏极分别与第二电容C₂的另一端、第七功率开关管Q₇的漏极连接；所述第一电容C₁的另一端与第七功率开关管Q₇的源极相连，并构成所述开关电容网络模块的第一端口的另一端；所述第八功率开关管Q₈的漏极与所述高压侧滤波电容C_H的一端相连，所述高压侧滤波电容C_H的另一端与所述第一电容C₁的另一端相连并接地；所述第五功率开关管Q₅、第六功率开关管Q₆、第七功率开关管Q₇、第八功率开关管Q₈的栅极构成所述控制信号的输入端。