CN108011520A - 降压变换器、电压降压方法、装置及系统 - Google Patents

降压变换器、电压降压方法、装置及系统 Download PDF

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CN108011520A CN201711478046.4A CN201711478046A CN108011520A CN 108011520 A CN108011520 A CN 108011520A CN 201711478046 A CN201711478046 A CN 201711478046A CN 108011520 A CN108011520 A CN 108011520A
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
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    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
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Abstract

本发明实施例公开了一种降压变换器、电压降压方法、装置及系统。该降压变换器包括：第一降压单元、第二降压单元和直流支撑电容单元；其中，第一降压单元的第一端与正电压输入端相连；第一降压单元的第二端和第二降压单元的第一端分别与直流支撑电容单元的一端和正电压输出端相连；第一降压单元的第三端和第二降压单元的第二端分别与直流支撑电容单元的另一端和负电压输出端相连；第二降压单元的第三端与负电压输入端相连，使得正电压输出端和负电压输出端间的电压小于正电压输入端和负电压输入端间的电压。能够提高电压降压效率，并且能够减少降压变换器的成本。

Description

降压变换器、电压降压方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及电路电子技术领域，尤其涉及一种降压变换器、电压降压方法、装置及系统。
背景技术
开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。它巨大的作用决定了对它研究的意义。
在一些需要高降压比的场合，现有的降压电路由于开关应力、系统效率等不能再满足需求。为了满足高降压比的要求，需要在降压电路中增加降压变压器。虽然带降压变压器的降压电路可以很容易地实现高降压比，但是其在成本、体积和效率上不具优势。
发明内容
本发明实施例提供一种降压变换器、电压降压方法、装置及系统，能够提高电压降压效率，并且能够减少降压变换器的成本。
一方面，本发明实施例提供了一种降压变换器，降压变换器包括：第一降压单元、第二降压单元和直流支撑电容单元；其中，
第一降压单元的第一端与正电压输入端相连；
第一降压单元的第二端和第二降压单元的第一端分别与直流支撑电容单元的一端和正电压输出端相连；
第一降压单元的第三端和第二降压单元的第二端分别与直流支撑电容单元的另一端和负电压输出端相连；
第二降压单元的第三端与负电压输入端相连，使得正电压输出端和负电压输出端间的电压小于正电压输入端和负电压输入端间的电压。
在本发明的一个实施例中，第一降压单元包括：第一滤波电容器、第一绝缘栅双极型晶体管、第一续流二极管、第一二极管和第一电感；其中，
第一电感的一端与正电压输出端相连；
第一电感的另一端分别连接到第一绝缘栅双极型晶体管的发射极和第一二极管的负极；
第一绝缘栅双极型晶体管的集电极和第一滤波电容器的一端连接到正电压输入端；
第一二极管的正极和第一滤波电容器的另一端连接到负电压输出端；
第一绝缘栅双极型晶体管与第一续流二极管反并联。
在本发明的一个实施例中，第二降压单元包括：第二滤波电容器、第二绝缘栅双极型晶体管、第二续流二极管、第二二极管和第二电感；其中，
第二电感的一端与负电压输出端相连；
第二电感的另一端分别连接到第二绝缘栅双极型晶体管的集电极和第二二极管的正极；
第二绝缘栅双极型晶体管的发射极和第一滤波电容器的一端连接到负电压输入端；
第二二极管的负极和第二滤波电容器的另一端连接到正电压输出端；
第二绝缘栅双极型晶体管与第二续流二极管反并联。
在本发明的一个实施例中，第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管的驱动信号占空比相同。
在本发明的一个实施例中，第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管同时导通且同时关断；或第二绝缘栅双极型晶体管的驱动脉冲比第一绝缘栅双极型晶体管的驱动脉冲晚半个周期。
在本发明的一个实施例中，直流支撑电容单元包括：直流支撑电容器。
另一方面，本发明实施例提供了一种电压降压方法，应用于本发明实施例提供的降压变换器，方法包括：
获得降压变换器的实际输入电压以及降压变换器的期望输出电压；
根据实际输入电压和期望输出电压，调节第一降压单元和第二降压单元，以使降压变换器的实际输出电压等于期望输出电压。
在本发明的一个实施例中，根据实际输入电压和期望输出电压，调节第一降压单元和第二降压单元，以使降压变换器的实际输出电压等于期望输出电压，包括：
将实际输入电压和期望输出电压的差值经过第一比例积分控制器，得到第一电流值；
将第一电流值和实际通过第一电感的电流值的差值经过第二比例积分控制器，得到第一调制波；
将第一电流值和实际通过第二电感的电流值的差值经过第三比例积分控制器，得到第二调制波；
利用脉冲宽度调制对第一调制波和第二调制波进行调制，以使调制后的第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管的驱动信号的占空比满足降压变换器的实际输出电压等于期望输出电压的要求，使得降压变换器的实际输出电压等于期望输出电压的要求。
再一方面，本发明实施例提供一种电压降压装置，应用于本发明实施例提供的降压变换器，装置包括：
获得模块，用于获得降压变换器的实际输入电压以及降压变换器的期望输出电压；
调节模块，用于根据实际输入电压和期望输出电压，调节第一降压单元和第二降压单元，以使降压变换器的实际输出电压等于期望输出电压。
在本发明的一个实施例中，调节模块，具体用于：
将实际输入电压和期望输出电压的差值经过第一比例积分控制器，得到第一电流值；
将第一电流值和实际通过第一电感的电流值的差值经过第二比例积分控制器，得到第一调制波；
将第一电流值和实际通过第二电感的电流值的差值经过第三比例积分控制器，得到第二调制波；
利用脉冲宽度调制对第一调制波和第二调制波进行调制，以使调制后的第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管的驱动信号的占空比满足降压变换器的实际输出电压等于期望输出电压的要求，使得降压变换器的实际输出电压等于期望输出电压的要求。
再一方面，本发明实施例提供一种电压降压系统，包括本发明实施例提供的降压变换器。
本发明实施例的降压变换器、电压降压方法、装置及系统，在占空比相同的情况下，相比于现有的降压buck电路具有更低的降压比，可获得更低的输出电压；因此，大大提高了降压变换器的降压能力。在相同变压比的情况下，相比于现有的降压buck电路具有更低的电压应力和电流应力，本发明实施例的降压变换器的电压应力和电流应力之积低于现有的降压buck电路的电压应力和电流应力之积，因此提高了电压变换效率。由于本发明实施例的降压变换器的电压应力和电流应力低，因此可以选择低电压应力和低电流应力的器件，通常情况下，低电压应力和低电流应力的器件成本较低且体积较小，因此能够减少成本和减小降压变换器体积。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例提供的降压变换器的第一种结构示意图；
图2示出了本发明实施例提供的第一降压单元的结构示意图；
图3示出了本发明实施例提供的第二降压单元的结构示意图；
图4示出了本发明实施例提供的降压变换器的第二种结构示意图；
图5示出了本发明实施例提供的降压变换器工作时电感储存能量示意图；
图6示出了本发明实施例提供的降压变换器工作时电感释放能量示意图；
图7示出了本发明实施例提供的降压变换器工作时电源侧电压和负载侧电压的波形示意图；
图8示出了本发明实施例提供的降压变换器工作时第一调制波和第二调制波的波形示意图；
图9示出了本发明实施例提供的降压变换器工作时两个绝缘栅双极型晶体管的电压应力示意图；
图10示出了本发明实施例提供的降压变换器工作时两个绝缘栅双极型晶体管的电流应力示意图；
图11示出了本发明实施例提供的降压变换器工作时两个电感的电流波形图；
图12示出了本发明实施例提供的电压降压方法的流程示意图；
图13示出了本发明实施例提供的降压变换的控制原理图；
图14示出了本发明实施例提供的电压降压装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
图1示出了本发明实施例提供的降压变换器的第一种结构示意图。降压变换器包括：第一降压单元101、第二降压单元102和直流支撑电容单元103。
其中，第一降压单元101的第一端与正电压输入端相连；
第一降压单元101的第二端和第二降压单元102的第一端分别与直流支撑电容单元103的一端和正电压输出端相连；
第一降压单元101的第三端和第二降压单元102的第二端分别与直流支撑电容单元103的另一端和负电压输出端相连；
第二降压单元102的第三端与负电压输入端相连，使得正电压输出端和负电压输出端间的电压小于正电压输入端和负电压输入端间的电压。
图2示出了本发明实施例提供的第一降压单元的结构示意图。第一降压单元101包括：第一滤波电容器11、第一绝缘栅双极型晶体管12、第一续流二极管13、第一二极管14和第一电感15。
其中，第一电感15的一端与正电压输出端相连；
第一电感15的另一端分别连接到第一绝缘栅双极型晶体管12的发射极和第一二极管14的负极；
第一绝缘栅双极型晶体管12的集电极和第一滤波电容器11的一端连接到正电压输入端；
第一二极管14的正极和第一滤波电容器11的另一端连接到负电压输出端；
第一绝缘栅双极型晶体管12与第一续流二极管13反并联。
图3示出了本发明实施例提供的第二降压单元的结构示意图。第二降压单元包括102：第二滤波电容器21、第二绝缘栅双极型晶体管22、第二续流二极管23、第二二极管24和第二电感25。
其中，第二电感25的一端与负电压输出端相连；
第二电感25的另一端分别连接到第二绝缘栅双极型晶体管22的集电极和第二二极管24的正极；
第二绝缘栅双极型晶体管22的发射极和第一滤波电容器21的一端连接到负电压输入端；
第二二极管24的负极和第二滤波电容器21的另一端连接到正电压输出端；
第二绝缘栅双极型晶体管22与第二续流二极管23反并联。
在本发明的一个实施例中，直流支撑电容单元103包括：直流支撑电容器。
图4示出了本发明实施例提供的降压变换器的第二种结构示意图。
在本发明的一个实施例中，第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管的驱动信号占空比相同。
在本发明的一个实施例中，第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管同时导通且同时关断。
可以理解的是，第一绝缘栅双极型晶体管导通时，第二绝缘栅双极型晶体管也导通；第一绝缘栅双极型晶体管关断时，第二绝缘栅双极型晶体管也关断。
在本发明的一个实施例中，第二绝缘栅双极型晶体管的驱动脉冲可以比第一绝缘栅双极型晶体管的驱动脉冲晚半个周期。
当第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管导通，第一二极管和第二二极管截止时，电感储存能量。如图5所示，图5示出了本发明实施例提供的降压变换器工作时电感储存能量示意图。此时有，
当第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管关断，第一二极管和第二二极管导通时，电感释放能量。如图6所示，图6示出了本发明实施例提供的降压变换器工作时电感释放能量示意图。此时有
其中，表达式(1)和表达式(2)中，Vout为输出电压，VC2为第一滤波电容器C2的电压，VC3为第二滤波电容器C3的电压，Vin为输入电压，VC1为直流支撑电容器C1的电压，且等于Vout；L1为第一电感的电感值，L2为第二电感的电感值，ΔiL1为流经第一电感的电流；ΔiL2为流经第二电感的电流；D为第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管的占空比，T为脉冲周期。第一绝缘栅双极型晶体管电压应力等于VC2，第二绝缘栅双极型晶体管电压应力等于VC3。
由表达式(1)和表达式(2)可得，降压比
而现有标准的降压buck电路的降压比为M2＝D(4)。
由表达式(3)和表达式(4)可得，在占空比相同的条件下，M1小于M2，即本发明实施例的降压变换器的降压比小于现有标准的降压buck电路的降压比，可获得更低的输出电压。在相同降压比的条件下，本发明实施例的第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管的电压应力VC2和VC3小于现有标准的降压buck电路的绝缘栅双极型晶体管的电压应力Vout。在相同降压比的条件下，本发明实施例的第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管的电流应力(2-D)*iout/2D小于现有标准的降压buck电路的绝缘栅双极型晶体管的电压应力D*iout。本发明实施例的降压变换器的电压应力和电流应力之积低于现有标准的降压buck电路的电压应力和电流应力之积，本发明实施例的降压变换器比现有标准的降压buck电路具有更高的降压效率。
示例性的，下面以降压变换器工作时，将电源侧电压从600V降到负载侧电压300V为例进行说明。
图7示出了本发明实施例提供的降压变换器工作时电源侧电压和负载侧电压的波形示意图。图8示出了本发明实施例提供的降压变换器工作时第一调制波和第二调制波的波形示意图。图9示出了本发明实施例提供的降压变换器工作时两个绝缘栅双极型晶体管的电压应力示意图。图10示出了本发明实施例提供的降压变换器工作时两个绝缘栅双极型晶体管的电流应力示意图。图11示出了本发明实施例提供的降压变换器工作时两个电感的电流波形图。
其中，第一调制波为第一绝缘栅双极型晶体管的驱动信号未进行调制前的波；第二调制波为第二绝缘栅双极型晶体管的驱动信号未进行调制前的波。
由图8可以看出，本发明实施例的降压变换器的调制比为0.67。
而现有标准的降压buck电路的调制比为0.5。
本发明实施例的降压变换器的调制比比现有标准的降压buck电路的调制比高。
由图9可以看出，本发明实施例的降压变换器中的绝缘栅双极型晶体管的最大电压应力约为440V。
而现有标准的降压buck电路的绝缘栅双极型晶体管的最大电压应力为600V。
本发明实施例的降压变换器中的绝缘栅双极型晶体管的最大电压应力比现有标准的降压buck电路的绝缘栅双极型晶体管的最大电压应力低。
由图10可以看出，本发明实施例的降压变换器中的绝缘栅双极型晶体管的最大电流应力约为500A。
而现有标准的降压buck电路的绝缘栅双极型晶体管的最大电流应力为1000A。
本发明实施例的降压变换器中的绝缘栅双极型晶体管的最大电流应力比现有标准的降压buck电路的绝缘栅双极型晶体管的最大电流应力低。
基于上述描述，本发明实施例的降压变换器，在占空比相同的情况下，相比于现有的降压buck电路具有更低的降压比，可获得更低的输出电压；因此，大大提高了降压变换器的降压能力。在相同变压比的情况下，相比于现有的降压buck电路具有更低的电压应力和电流应力，本发明实施例的降压变换器的电压应力和电流应力之积低于现有的降压buck电路的电压应力和电流应力之积，因此提高了电压降压效率。由于本发明实施例的降压变换器的电压应力和电流应力低，因此可以选择低电压应力和低电流应力的器件，通常情况下，低电压应力和低电流应力的器件成本较低且体积较小，因此能够减少成本和减小降压变压器的体积。
图12示出了本发明实施例提供的电压降压方法的流程示意图。需要说明的是，本发明实施例提供的电压降压方法，优选适用于本发明实施例的降压变换器。电压降压方法可以包括：
S101：获得降压变换器的实际输入电压以及降压变换器的期望输出电压。
S102：根据实际输入电压和期望输出电压，调节第一降压单元和第二降压单元，以使降压变换器的实际输出电压等于期望输出电压。
在本发明的一个实施例中，根据实际输入电压和期望输出电压，调节第一降压单元和第二降压单元，以使降压变换器的实际输出电压等于期望输出电压，可以包括：
将实际输入电压和期望输出电压的差值经过第一比例积分控制器，得到第一电流值；
将第一电流值和实际通过第一电感的电流值的差值经过第二比例积分控制器，得到第一调制波；
将第一电流值和实际通过第二电感的电流值的差值经过第三比例积分控制器，得到第二调制波；
利用脉冲宽度调制对第一调制波和第二调制波进行调制，以使调制后的第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管的驱动信号的占空比满足降压变换器的实际输出电压等于期望输出电压的要求，使得降压变换器的实际输出电压等于期望输出电压的要求。
图13示出了本发明实施例提供的降压变换的控制原理图。图13中，C1、C2和C3分别为直流支撑电容器、第一滤波电容器和第二滤波电容器。L1和L2分别为第一电感和第二电感。VT1和VT2分别为第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管。VD1、VD2、VD3和VD4分别为第一续流二极管、第一二极管、第二二极管和第二续流二极管。Vref为负载给定电压。Vfd为降压变换器的实际输入电压(即Vin)。PI为比例积分控制器。PWM为脉冲宽度调制。NOT为取反单元。
具体控制过程如下：
设定负载给定电压Vref，即降压变换器的期望输出电压。
将负载给定电压Vref与降压变换器的实际输入电压Vfd做差经过比例积分控制器PI得到第一电感和第二电感的给定电流ILref。
将给定电流ILref与实际通过第一电感的电流值IL1fd做差经过比例积分控制器得到第一调制波m1，将给定电流ILref与实际通过第二电感的电流值IL2fd做差经过比例积分控制器得到第二调制波m2。
将m1利用脉冲宽度调制PWM进行调制再取反，获得第一绝缘栅双极型晶体管VT1的脉冲驱动GVT1。
将m2利用脉冲宽度调制PWM进行调制再取反，获得第二绝缘栅双极型晶体管VT2的脉冲驱动GVT2。
并且调制后的第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管的驱动信号的占空比满足降压变换器的实际输出电压等于期望输出电压的要求，使得降压变换器的实际输出电压等于期望输出电压的要求。
与上述的方法实施例相对应，本发明实施例还提供一种电压降压装置。需要说明的是，本发明实施例提供的电压降压装置优选适用于本发明实施例的降压变换器。
图14示出了本发明实施例提供的电压降压装置的结构示意图。双向电压降压装置可以包括：
获得模块141，用于获得降压变换器的实际输入电压以及降压变换器的期望输出电压。
调节模块142，用于根据实际输入电压和期望输出电压，调节第一降压单元和第二降压单元，以使降压变换器的实际输出电压等于期望输出电压。
在本发明的一个实施例中，调节模块142，具体可以用于：
将实际输入电压和期望输出电压的差值经过第一比例积分控制器，得到第一电流值；
将第一电流值和实际通过第一电感的电流值的差值经过第二比例积分控制器，得到第一调制波；
将第一电流值和实际通过第二电感的电流值的差值经过第三比例积分控制器，得到第二调制波；
利用脉冲宽度调制对第一调制波和第二调制波进行调制，以使调制后的第一绝缘栅双极型晶体管和第二绝缘栅双极型晶体管的驱动信号的占空比满足降压变换器的实际输出电压等于期望输出电压的要求，使得降压变换器的实际输出电压等于期望输出电压的要求。
另外，本发明实施例还提供一种电压降压系统，包括：本发明实施例提供的降压变换器。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种降压变换器，其特征在于，所述降压变换器包括：第一降压单元、第二降压单元和直流支撑电容单元；其中，
所述第一降压单元的第一端与正电压输入端相连；
所述第一降压单元的第二端和所述第二降压单元的第一端分别与所述直流支撑电容单元的一端和正电压输出端相连；
所述第一降压单元的第三端和所述第二降压单元的第二端分别与所述直流支撑电容单元的另一端和负电压输出端相连；
所述第二降压单元的第三端与负电压输入端相连，使得所述正电压输出端和所述负电压输出端间的电压小于所述正电压输入端和所述负电压输入端间的电压。
2.根据权利要求1所述的降压变换器，其特征在于，所述第一降压单元包括：第一滤波电容器、第一绝缘栅双极型晶体管、第一续流二极管、第一二极管和第一电感；其中，
所述第一电感的一端与所述正电压输出端相连；
所述第一电感的另一端分别连接到所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极和所述第一二极管的负极；
所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极和所述第一滤波电容器的一端连接到所述正电压输入端；
所述第一二极管的正极和所述第一滤波电容器的另一端连接到所述负电压输出端；
所述第一绝缘栅双极型晶体管与所述第一续流二极管反并联。
3.根据权利要求1或2所述的降压变换器，其特征在于，所述第二降压单元包括：第二滤波电容器、第二绝缘栅双极型晶体管、第二续流二极管、第二二极管和第二电感；其中，
所述第二电感的一端与所述负电压输出端相连；
所述第二电感的另一端分别连接到所述第二绝缘栅双极型晶体管的集电极和所述第二二极管的正极；
所述第二绝缘栅双极型晶体管的发射极和所述第一滤波电容器的一端连接到所述负电压输入端；
所述第二二极管的负极和所述第二滤波电容器的另一端连接到所述正电压输出端；
所述第二绝缘栅双极型晶体管与所述第二续流二极管反并联。
4.根据权利要求3所述的降压变换器，其特征在于，
所述第一绝缘栅双极型晶体管和所述第二绝缘栅双极型晶体管的驱动信号占空比相同。
5.根据权利要求4所述的降压变换器，其特征在于，
所述第一绝缘栅双极型晶体管和所述第二绝缘栅双极型晶体管同时导通且同时关断。
6.根据权利要求1所述的降压变换器，其特征在于，所述直流支撑电容单元包括：直流支撑电容器。
7.一种电压降压方法，其特征在于，应用于权利要求1至6任一项所述的降压变换器，所述方法包括：
获得所述降压变换器的实际输入电压以及所述降压变换器的期望输出电压；
根据所述实际输入电压和所述期望输出电压，调节所述第一降压单元和所述第二降压单元，以使所述降压变换器的实际输出电压等于所述期望输出电压。
8.根据权利要求7所述的电压降压方法，其特征在于，所述根据所述实际输入电压和所述期望输出电压，调节所述第一降压单元和所述第二降压单元，以使所述降压变换器的实际输出电压等于所述期望输出电压，包括：
将所述实际输入电压和所述期望输出电压的差值经过第一比例积分控制器，得到第一电流值；
将所述第一电流值和实际通过所述第一电感的电流值的差值经过第二比例积分控制器，得到第一调制波；
将所述第一电流值和实际通过所述第二电感的电流值的差值经过第三比例积分控制器，得到第二调制波；
利用脉冲宽度调制对所述第一调制波和所述第二调制波进行调制，以使调制后的所述第一绝缘栅双极型晶体管和所述第二绝缘栅双极型晶体管的驱动信号的占空比满足所述降压变换器的实际输出电压等于所述期望输出电压的要求，使得所述降压变换器的实际输出电压等于所述期望输出电压的要求。
9.一种电压降压装置，其特征在于，应用于权利要求1至6任一项所述的降压变换器，所述装置包括：
获得模块，用于获得所述降压变换器的实际输入电压以及所述降压变换器的期望输出电压；
调节模块，用于根据所述实际输入电压和所述期望输出电压，调节所述第一降压单元和所述第二降压单元，以使所述降压变换器的实际输出电压等于所述期望输出电压。
10.根据权利要求9所述的电压降压装置，其特征在于，所述调节模块，具体用于：
将所述实际输入电压和所述期望输出电压的差值经过第一比例积分控制器，得到第一电流值；
将所述第一电流值和实际通过所述第一电感的电流值的差值经过第二比例积分控制器，得到第一调制波；
将所述第一电流值和实际通过所述第二电感的电流值的差值经过第三比例积分控制器，得到第二调制波；
利用脉冲宽度调制对所述第一调制波和所述第二调制波进行调制，以使调制后的所述第一绝缘栅双极型晶体管和所述第二绝缘栅双极型晶体管的驱动信号的占空比满足所述降压变换器的实际输出电压等于所述期望输出电压的要求，使得所述降压变换器的实际输出电压等于所述期望输出电压的要求。
11.一种电压降压系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1至6任一项所述的降压变换器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109347325A (zh) * 2018-09-28 2019-02-15 浙江大学 一种基于共模和差模控制方法的双开关管Buck变流器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003348834A (ja) * 2002-05-30 2003-12-05 Toyo Electric Mfg Co Ltd 単相昇降圧コンバータ
US20090140706A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-04 System method and apparatus for a multi-phase dc-to-dc converter
CN101867314A (zh) * 2010-06-11 2010-10-20 李义 采用对称交联结构的变换电路
CN202906843U (zh) * 2012-11-02 2013-04-24 庹元科 单周控制的双降压式半桥、全桥开关功率放大器
CN103346673A (zh) * 2013-07-23 2013-10-09 阳光电源股份有限公司 一种多路并联的dc-dc变换器控制系统及方法
CN104022663A (zh) * 2014-06-12 2014-09-03 上海工程技术大学 一种双buck三电感逆变倍频电路
EP2899709A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-29 Ricoh Company Ltd. DC/DC converter, switching power supply device, and electronic apparatus
US9837906B1 (en) * 2016-09-13 2017-12-05 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Multiphase DCDC converter with asymmetric GM

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003348834A (ja) * 2002-05-30 2003-12-05 Toyo Electric Mfg Co Ltd 単相昇降圧コンバータ
US20090140706A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-04 System method and apparatus for a multi-phase dc-to-dc converter
CN101867314A (zh) * 2010-06-11 2010-10-20 李义 采用对称交联结构的变换电路
CN202906843U (zh) * 2012-11-02 2013-04-24 庹元科 单周控制的双降压式半桥、全桥开关功率放大器
CN103346673A (zh) * 2013-07-23 2013-10-09 阳光电源股份有限公司 一种多路并联的dc-dc变换器控制系统及方法
EP2899709A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-29 Ricoh Company Ltd. DC/DC converter, switching power supply device, and electronic apparatus
CN104022663A (zh) * 2014-06-12 2014-09-03 上海工程技术大学 一种双buck三电感逆变倍频电路
US9837906B1 (en) * 2016-09-13 2017-12-05 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Multiphase DCDC converter with asymmetric GM

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109347325A (zh) * 2018-09-28 2019-02-15 浙江大学 一种基于共模和差模控制方法的双开关管Buck变流器
CN109347325B (zh) * 2018-09-28 2020-05-29 浙江大学 一种基于共模和差模控制方法的双开关管Buck变流器

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