新型开关电容双向dc-dc变换器设计

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1、电气传动2015年第45卷第1期ELECTRICDRIVE2015Vo1．45No．1新型开关电容双向DC—DC变换器设计马圣全，潘庭龙，纪志成(江南大学物联网工程学院，江苏无锡214122)摘要：BUCK—BOOST双向变换电路是DC—DC变换中常用电路，但其变压比不高，限制了该电路的一些应用和发展。开关电容DC—DC变换电路可以实现倍压双向变换，并且具有集成度高、EMI影响小的优点，但是电压调整性差。将BUCK—BOOST双向变换电路与开关电容电路有机的结合在一起，提出了实现高压比、输入输出电压范围广、效率高、精度高和集成度高的双向变换电路。关键词：开关电容；高压

2、比；双向变换；精度高中图分类号：TMl33文献标识码：ADesignofaNewTypeBidirectionalDC—DCSwitchedCapacitorConverterMASheng—quan，PANTing—long，JIZhi—cheng(Collegeofn￡errofThingsEngineering，JiangnanUniversity，Wuxi214122，Jiangsu，China)Abstract：BUCK—BO0SI’bidirectionalconversioncircuitisbasicDC—DCconvertercircuit，buti

3、tstransformerratioislow．SwitchedcapacitorDC—DCcanmakevoltagedoublertransformandbidirectionaltransformationcometrue，withhighintegrationandlittleEMIaffect，butthevoltageregulationispoor．CombinedBUCK-BOOSTbidirectionalconversioncircuitwithswitched—capacitorcircuit，proposedbidireelionalconve

4、rsioncircuitwithhightransformerratio，wideinputandoutputvoltagerange，higheficiency，hishprecision，andhighintegration．Keywords：switchedcapacitor；hightransformerratio；bidirectionaltransformation；highaccuracy目前已有开关电容电路与传统BUCK或1引言BOOST电路组成两级单向变换电路b，取得了很双向DC—DC变换电路在DC—DC变换中有好效果。但是在双向变换方面，很少有对这

5、两种电路着重要的地位。BUCK—BOOST双向变换电路是组合的研究，因此基于两级变换电路的思想，本文DC—DC变换中常用双向变换电路，属于非隔离采用将开关电容变换电路和传统BucK—BOOST双型，效率较高，但是变压比不高，在需要高压比双向变换电路结合的两级双向变换电路。两级双向向变换的多端口光伏蓄电池系统中目前还是应变换电路，不仅能够实现体积小、功率密度大以及用隔离型DC—DC变换电路。隔离型DC—DC变电路可集成，而且还能够只用较小的元器件就能换电路有较高的变压比，但是效率低，并且EMI获得较好的电压调整特性J。(电磁影响)较大。2电路模式开关电容变换电路不含电感

6、和变压器，仅由电容网络和开关构成，集成度比较高，可实现数开关电容、BUCK—BOOST两级组合双向倍电压双向变换n。开关电容变换器虽然有体DC—DC变换电路如图1所示。积小、重量轻、功率密度大和可集成的优点，但该两级组合电路由4个电容，7个开关，3个是，开关电容变换电路电压调整性能差，不能宽二极管和1个电感组成。由图1可看出该电路可范围调压。分为两部分，虚线左边为BUCK—BOOST双向变基金项目：江苏省自然科学基金(BK2012550)；江苏省高校科研成果产业化推进项目(JHB2012—24)作者简介：马圣全(1991一)，男，硕士研究生，Email：shengqu

7、an1991@126．com30马圣全，等：新型开关电容双向DC—DC变换器设计电气传动2015年第45卷第1期LlS5，S‘，D2On(a)开关状态1LISl，S，，S·，STOn图1双向BUCK—BOOST、开关电容组合电路拓扑Fig．1BidirectionalBUCK-BOOSTandswitchedcapacitorcombinationcircuittopology(b)开关状态2f换电路，虚线右边为2阶开关电容电路。在多端口口口L口光伏系统中认为高压()是母线电压，低压()是蓄电池。组合电路有两种运行模式：1)模I口‘口口：SI，S，，