CN113381612B - 一种串联耦合变换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种串联耦合变换器，至少包括两个开关变换器，开关变换器间为串联连接关系，开关变换器里面的主功率感性器件互为耦合关系，其特征在于：还包括至少一个均流单元，均流单元加在主功率开关管钳位网络以外支路上，用于在开关变换器中的主功率开关管导通时，将主功率开关管中流过的脉冲耦合电流整形为低幅值直流电流。本发明在不改变均压特性能的前提下能确保各开关管电流一致，从而降低了功率开关管的开关损耗，增强了电路的可靠性。

Description

一种串联耦合变换器

技术领域

本发明涉及变换器技术领域，特别涉及串联耦合变换器的电流均衡技术。

背景技术

近年来，太阳能发电、风力发电、水力发电等技术日益成熟。在发电控制系统及电力传输中，系统的输入电压越来越高，可达数千伏。受限于现有功率开关半导体器件的工艺技术，常用开关半导体器件的耐压远达不到系统输入电压的应用要求，如选用高压IGBT又带来成本高和体积大(频率低)的问题，并且输入电压大于2KV后现有IGBT也无法满足耐压要求。为解决开关半导体应力过高问题，业界更多采用变换器串联的拓扑结构。

图1为公知串联耦合boost开关变换器原理图，图2为公知串联耦合flyback开关变换器原理图。图1、图2中主变压器两绕组为耦合关系，当开关管驱动不一致或输入电容容值有偏差时，会造成各开关变换器输入电容不均压，开关变换器由于变压器耦合的作用产生耦合电流，该耦合电流通过开关管流出或流入两输入电容，从而确保两开关变换器输入电容均压。但该耦合电流为脉冲电流波形且方向相反，会导致两开关管电流波形不一致，导致更大的开关损耗。

为了解决上述问题，以图2所示的串联耦合flyback开关变换器为例，行业内现有的一种改进方案为：在公共线上串联电阻，具体如图3所示，该串联电阻能抑制耦合脉冲电流，但会削弱耦合电流能量，一部分的耦合电流通过“热”的形式释放掉，影响了输入侧均压性能，并且两开关管仍存在电流波形不一致问题。在实际应用是串联电阻存在取值既要大又要小的矛盾，难以折中，具体来讲：串联电阻阻值越大，两开关管电流波形越接近一致，但会降低本拓扑的输入侧均压性能；串联电阻阻值越小，输入侧均压性能越好，但两开关管电流波形越不一致，而且电阻损耗严重，容易损坏。

本领域的技术人员较容易想到的解决方案是，把串联电阻换成串联电感，如图4所示，可有效解决图2中的问题，但会在开关管关闭瞬间会形成一个外置的漏感增加开关管电压应力。

因此现有的解决方案都不完美，有明显的缺点，有必要进行改进。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种串联耦合变换器，能有效解决各串联耦合变换器主功率感性器件耦合电流不一致的问题，有利于降低主功率开关管的损耗、增强电路可靠性。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种串联耦合变换器，至少包括两个开关变换器和均流单元，开关变换器间为串联连接关系，开关变换器里面的主功率感性器件互为耦合关系，其特征在于：均流单元设置在主功率开关管钳位网络以外的支路，用于在开关变换器中的主功率开关管导通时，将主功率开关管中流过的脉冲耦合电流整形为低幅值直流电流。

进一步地，均流单元设置在主功率感性器件耦合电流支路上。

进一步地，均流单元中包括感性器件。

作为本发明串联耦合变换器的第一种具体的实施方式，其特征在于：开关变换器包括第一反激变换器和第二反激变换器，均流单元包括第一均流单元和第二均流单元；

第一反激变换器包括第一输入电容C1、第一变压器绕组L1A、第一功率开关管Q1、第二二极管D2，第二反激变换器包括第二输入电容C2、第二变压器绕组L1B、第二功率开关管Q2、第四二极管D4，第一均流单元包括第一二极管D1、第一电感L1，第二均流单元包括第三二极管D3、第二电感L2；

第一输入电容C1的负极、第二输入电容C2的正极、第一功率开关管Q1的源极、第二变压器绕组L1B的异名端、第一电感L1的一端相连接，第一电感L1的另一端和第一二极管D1的阳极相连接，第一二极管D1的阴极、第二二极管D2的阳极、第一变压器绕组L1A的同名端相连接，第二二极管D2的阴极和第一功率开关管Q1的漏极相连，第一变压器绕组L1A的异名端和第一输入电容C1的正极相连，第二变压器绕组L1B的同名端、第三二极管D3的阴极、第四二极管D4的阳极相连接，第三二极管D3的阳极和第二电感L2的一端相连，第二电感L2的另一端、第二功率开关管Q2的源极、第二输入电容C2的负极相连接，第四二极管D4的阴极和第二功率开关管Q2的漏极相连。

作为本发明串联耦合变换器的第二种具体的实施方式，其特征在于：开关变换器包括第一boost开关变换器和第二boost开关变换器，均流单元为第一均流电感L2；

第一boost开关变换器包括第一输入电容C1、第一输出电容C3、第一耦合电感绕组L1A、第一功率开关管Q1、第一二极管D1，第一boost开关变换器包括第二输入电容C2、第二输出电容C4、第二耦合电感绕组L1B、第二功率开关管Q2、第二二极管D2；

第一输入电容C1的负极、第二输入电容C2的正极、第一均流电感L2的一端相连接，第一均流电感L2的另一端、第一输出电容C3的负极、第二输出电容C4的正极、第一功率开关管Q1的源极、第二功率开关管Q2的漏极相连接，第一二极管D1的阴极和第一输出电容C3的正极相连接，第二二极管D2的阳极和第二输出电容C4的负极相连接，第一耦合电感绕组L1A的同名端和第一输入电容C1的正极相连接，第一耦合电感绕组L1A的异名端、第一功率开关管Q1的漏极、第一二极管D1的阳极相连接，第二耦合电感绕组L1B的异名端和第二输入电容C2的负极相连接，第二耦合电感绕组L1B的同名端、第二功率开关管Q2的源极、第二二极管D2的阴极相连接。

作为本发明串联耦合变换器的第三种具体的实施方式，其特征在于：开关变换器包括第一buck开关变换器和第二buck开关变换器，均流单元为第一均流电感L2；

第一buck开关变换器包括第一输入电容C1、第一输出电容C3、第一耦合电感绕组L1A、第一功率开关管Q1、第一二极管D1，第二buck开关变换器包括第二输入电容C2、第二输出电容C4、第二耦合电感绕组L1B、第二功率开关管Q2、第二二极管D2；

第一输入电容C1的负极、第二输入电容C2的正极、第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阴极、第一均流电感L2的一端相连接，第一均流电感L2的另一端、第一输出电容C3的负极、第二输出电容C4的正极相连接，第一功率开关管Q1的源极、第一二极管D1的阴极、第一耦合电感绕组L1A的同名端相连接，第二功率开关管Q2的漏极、第二二极管D2的阳极、第一耦合电感绕组L1B的异名端相连接，第一耦合电感绕组L1A的异名端和第一输出电容C3的正极相连接，第一耦合电感绕组L1B的同名端和第二输出电容C4的负极相连接，第一输入电容C1的正极和第一功率开关管Q1的漏极相连接，第二输入电容C2的负极和第二功率开关管Q2的源极相连接。

作为本发明串联耦合变换器的第四种具体的实施方式，其特征在于：还包括第一输入电容C1、第一输出电容C3、第二输入电容C2和第二输出电容C4，所述的开关变换器包括第一buck-boost开关变换器和第二buck-boost开关变换器，所述的均流单元为第一均流电感L2；

第一buck-boost开关变换器包括第一功率开关管Q1、第二功率开关管Q2、第一二极管D1、第二二极管D2和第一耦合电感绕组L1A；

第二buck-boost开关变换器包括第三功率开关管Q3、第四功率开关管Q4、第三二极管D3、第四二极管D4和第二耦合电感绕组L1B；

第一输入电容C1的负极、第二输入电容C2的正极、第一二极管D1的阳极、第三二极管D3的阴极、第一均流电感L2的一端相连接，第一均流电感L2的另一端、第二功率开关管Q2的源极、第三功率开关管Q3的漏极、第一输出电容C3的负极、第二输出电容C4的正极相连接，第一功率开关管Q1的源极、第一耦合电感绕组L1A的同名端、第一二极管D1的阴极相连接，第二二极管D2的阳极、第二功率开关管Q2的漏极、第一耦合电感绕组L1A的异名端相连接，第三二极管D3的阳极、第四功率开关管Q4的漏极、第二耦合电感绕组L1B的异名端相连接，第三功率开关管Q3的源极、第四二极管D4的阴极、第二耦合电感绕组L1B的同名端相连接，第一输入电容C1的正极和第一功率开关管Q1的漏极相连接，第二输入电容C2的负极和第四功率开关管Q4的源极相连接，第二二极管D2的阴极和第一输出电容C3的正极相连接，第四二极管D4的阳极和第二输出电容C4的负极相连接。

术语含义说明：

变换器串联：指第一级变换器的输入正用于连接母线的输入正，第一级变换器的输入负连接其后级变换器的输入正，中间各级变换器的输入正连接其前级变换器的输入负，中间各级变换器的输入负连接其后级变换器的输入正，最后一级变换器的输入正连接其前级变换器的输入负，最后一级变换器的输入负用于连接母线的输入负；

网孔：指电路中不含有分支路的回路，即是不可再分的回路；

主功率开关管钳位网络：指各开关变换器中仅由主功率开关管和电压源，或者仅由主功率开关管、二极管和电压源组成的网孔，且该网孔中主功率开关管关断时其漏源极电压被电压源钳位；

主功率感性器件耦合电流支路：各开关变换器由于主功率感性器件为耦合关系，会产生耦合电流，耦合电流流经的路径即为主功率感性器件耦合电流支路。

本发明的发明构思为，通过均流单元对变压器耦合电流起整形作用，即把脉冲电流整形为低幅值直流电流，主功率开关管导通时流过该开关管的电流包含变压器的励磁电流和耦合电流，因为耦合电流此时为低幅值直流电流且幅值远小于励磁电流，故上述两电流合成后几乎不改变原励磁电流形状，最终起到各主功率开关管电流一致的作用，因为均流单元只是整形耦合电流并没有减少耦合电流平均值，所以仍保持均压特性。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)当输入电容电压不均时，公知串联耦合变换器主功率开关管开通时会流过脉冲耦合电流，本发明的均流单元把该脉冲电流整形为低幅值直流电流，故降低了主功率开关管的开通损耗、增强了电路的可靠性。

(2)由于各主功率开关管电流一致，所以仅需采样低压侧变换器主功率开关管电流即可，方便电流检测。

附图说明

图1公知串联耦合boost开关变换器原理图；

图2为公知串联耦合flyback开关变换器原理图；

图3为公共线串联电阻的串联耦合flyback开关变换器原理图；

图4为公共线串联电感的串联耦合flyback开关变换器原理图；

图5为本发明的第一实施例原理图：串联耦合flyback开关变换器实施例原理图；

图6为本发明的第二实施例原理图：串联耦合boost开关变换器实施例原理图；

图7为本发明的第三实施例原理图：串联耦合buck开关变换器实施例原理图；

图8为本发明的第四实施例原理图：串联耦合buck-boost开关变换器实施例原理图。

具体实施方式

为了使本发明更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释发明，并不用于限定发明。

第一实施例

图5为本发明串联耦合flyback开关变换器实施例原理图，本发明串联耦合flyback实施例原理图包括第一反激变换器、第二反激变换器、第一均流单元、第二均流单元，第一反激变换器包括第一输入电容C1、第一变压器绕组L1A、第一功率开关管Q1、第二二极管D2，第二反激变换器包括第二输入电容C2、第二变压器绕组L1B、第二功率开关管Q2、第四二极管D4，第一均流单元包括第一二极管D1、第一电感L1，第二均流单元包括第三二极管D3、第二电感L2。

第一输入电容C1的负极、第二输入电容C2的正极、第一功率开关管Q1的源极、第二变压器绕组L1B的异名端、第一电感L1的一端相连接，第一电感L1的另一端和第一二极管D1的阳极相连接，第一二极管D1的阴极、第二二极管D2的阳极、第一变压器绕组L1A的同名端相连接，第二二极管D2的阴极和第一功率开关管Q1的漏极相连，第一变压器绕组L1A的异名端和第一输入电容C1的正极相连，第二变压器绕组L1B的同名端、第三二极管D3的阴极、第四二极管D4的阳极相连接，第三二极管D3的阳极和第二电感L2的一端相连，第二电感L2的另一端、第二功率开关管Q2的源极、第二输入电容C2的负极相连接，第四二极管D4的阴极和第二功率开关管Q2的漏极相连。

本发明的均流单元的作用为在开关变换器中的主功率开关管导通时，整形主功率感性器件中流过的耦合电流，在具体实施例中均流单元的连接关系需要满足两个条件：一是加在主功率开关管钳位网络以外支路上；二是加在主功率感性器件耦合电流支路上。

本实施例有两个主功率开关管钳位网络，第一主功率开关管钳位网络为第一变压器绕组L1A、第二二极管D2、第一功率开关管Q1和第一输入电容C1所包围的网孔；第二主功率开关管钳位网络为第二变压器绕组L1B、第四二极管D4、第二功率开关管Q2和第二输入电容C2所包围的网孔。其中的第一输入电容C1和第二输入电容C2可视为电压源，第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2驱动信号相同，当第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2关断时，第一变压器绕组L1A和第二变压器绕组L1B可视为电压源，第一功率开关管Q1漏源极的电压被视为电压源的第一输入电容C1和第一变压器绕组L1A钳位、第二功率开关管Q2漏源极的电压被视为电压源的第二输入电容C2和第二变压器绕组L1B钳位。

通过上述分析可以看出，本实施例两个均流单元满足上述位置要求，添加在主功率开关管钳位网络以外的支路之上，从图5还可以看出，本实施例和图2公知串联耦合flyback开关变换器区别在于：均流单元添加在两个变换器的耦合电流支路之上，第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2导通时的工作原理分析如下：

当第一输入电容C1和第二输入电容C2的电压相同时，第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2仅流过励磁电流，此时第一均流单元和第二均流单元不参与工作，第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2电流一致；

当第一输入电容C1比第二输入电容C2的电压高时，第一变压器绕组L1A产生耦合电流，方向为流进第一变压器绕组L1A异名端，第二变压器绕组L1B产生耦合电流，方向为流出第二变压器绕组L1B异名端，由于第四二极管D4的存在，使得耦合电流不能经过第二功率开关管Q2流入第二输入电容C2，只能经过第二电感L2和第三二极管D3流入第二输入电容C2；

当第一输入电容C1比第二输入电容C2的电压低时，第一变压器绕组L1A产生耦合电流方向为流出第一变压器绕组L1A异名端，第二变压器绕组L1B产生耦合电流方向为流进第二变压器绕组L1B异名端，由于第二二极管D2的存在，使得耦合电流不能经过第一功率开关管Q1流入第一输入电容C1，只能经过第一电感L1和第一二极管D1流入第一输入电容C1。

本发明的均流单元主要器件为第一电感L1、第二电感L2，对变压器耦合电流起整形作用，把脉冲电流整形为低幅值直流电流。当第一输入电容C1和第二输入电容C2电压不相等时开关管导通时流过开关管的电流包含变压器的励磁电流和耦合电流，因为耦合电流此时为低幅值直流电流且幅值远小于励磁电流，故上述两电流合成后几乎不改变原励磁电流形状，最终起到两开关管电流一致的作用。

需要说明的是，本实施例的均流单元需要有两个才能在两种异常情况下均能较好地实现发明目的，即第一均流单元在第一输入电容C1比第二输入电容C2的电压低时工作，为第一输入电容C1灌入电荷；第二均流单元在第一输入电容C1比第二输入电容C2的电压高时工作，为第二输入电容C2灌入电荷。

第二实施例

图6为本发明串联耦合boost开关变换器实施例原理图，本发明串联耦合boost开关变换器实施例原理图，开关变换器包括第一boost开关变换器和第二boost开关变换器，均流单元为第一均流电感L2。

第一boost开关变换器包括第一输入电容C1、第一输出电容C3、第一耦合电感绕组L1A、第一功率开关管Q1、第一二极管D1，第一boost开关变换器包括第二输入电容C2、第二输出电容C4、第二耦合电感绕组L1B、第二功率开关管Q2、第二二极管D2；

第一输入电容C1的负极、第二输入电容C2的正极、第一均流电感L2的一端相连接，第一均流电感L2的另一端、第一输出电容C3的负极、第二输出电容C4的正极、第一功率开关管Q1的源极、第二功率开关管Q2的漏极相连接，第一二极管D1的阴极和第一输出电容C3的正极相连接，第二二极管D2的阳极和第二输出电容C4的负极相连接，第一耦合电感绕组L1A的同名端和第一输入电容C1的正极相连接，第一耦合电感绕组L1A的异名端、第一功率开关管Q1的漏极、第一二极管D1的阳极相连接，第二耦合电感绕组L1B的异名端和第二输入电容C2的负极相连接，第二耦合电感绕组L1B的同名端、第二功率开关管Q2的源极、第二二极管D2的阴极相连接。

图6的第一主功率开关管钳位网络为第一功率开关管Q1、第一二极管D1和第一输出电容C3所包围的网孔，第二主功率开关管钳位网络为第二功率开关管Q2、第二二极管D2和第二输出电容C4所包围的网孔，均流单添加在主功率开关管钳位网络以外支路。第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2驱动信号相同。

本实施例和图1公知串联耦合boost开关变换器区别在于：在两个变换器的耦合电流支路之上添加了均流单元，即添加了第一均流电感L2，工作原理与第一实施例相似，简要分析如下：

当第一输入电容C1和第二输入电容C2电压不一样时，电感耦合电流I通过第一均流电感L2流出或流入输入电容。第一均流电感L2对电感耦合电流起抑制作用，把脉冲电流整形为低幅值直流电流。开关管导通时流过开关管的电流包含电感的励磁电流和耦合电流，因为耦合电流此时为低幅值直流电流且幅值远小于励磁电流，故上述两电流合成后几乎不改变原励磁电流形状，最终起到两开关管电流一致的作用。

本实施例与第一实施例不同之处在于两个开关变换器共用一个均流单元，原因在于本发明的两个开关变换器为boost开关变换器，在各自的主功率开关管钳位网络之外还有其他共用部分线路的网孔，将均流单元设置在该共用的线路之上，因此实现了均流单元的共用。

第三实施例

图7为本发明串联耦合buck开关变换器实施例原理图，本发明串联耦合buck开关变换器实施例原理图，开关变换器包括第一buck开关变换器和第二buck开关变换器，均流单元为第一均流电感L2。

第一buck开关变换器包括第一输入电容C1、第一输出电容C3、第一耦合电感绕组L1A、第一功率开关管Q1、第一二极管D1，第二buck开关变换器包括第二输入电容C2、第二输出电容C4、第二耦合电感绕组L1B、第二功率开关管Q2、第二二极管D2。

第一输入电容C1的负极、第二输入电容C2的正极、第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阴极、第一均流电感L2的一端相连接，第一均流电感L2的另一端、第一输出电容C3的负极、第二输出电容C4的正极相连接，第一功率开关管Q1的源极、第一二极管D1的阴极、第一耦合电感绕组L1A的同名端相连接，第二功率开关管Q2的漏极、第二二极管D2的阳极、第二耦合电感绕组L1B的异名端相连接，第一耦合电感绕组L1A的异名端和第一输出电容C3的正极相连接，第二耦合电感绕组L1B的同名端和第二输出电容C4的负极相连接，第一输入电容C1的正极和第一功率开关管Q1的漏极相连接，第二输入电容C2的负极和第二功率开关管Q2的源极相连接。

图7有两个主功率开关管钳位网络，第一主功率开关管钳位网络为第一输入电容C1、第一二极管D1和第一功率开关管Q1所包围的网孔，第二主功率开关管钳位网络为第二功率开关管Q2、第二二极管D2和第二输入电容C2所包围的网孔，均流单添加在主功率开关管钳位网络以外支路。第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2驱动信号相同。

本实施例原理和第二实施例相似，此处不再过多阐述。

第四实施例

图8为本发明串联耦合BUCK-BOOST开关变换器实施例原理图，本发明串联耦合BUCK-BOOST开关变换器实施例原理图，包括第一输入电容C1、第一输出电容C3、第二输入电容C2和第二输出电容C4，开关变换器包括第一buck-boost开关变换器和第二buck-boost开关变换器，均流单元为第一均流电感L2；第一buck-boost开关变换器包括第一功率开关管Q1、第二功率开关管Q2、第一二极管D1、第二二极管D2和第一耦合电感绕组L1A；第二buck-boost开关变换器包括第三功率开关管Q3、第四功率开关管Q4、第三二极管D3、第四二极管D4和第二耦合电感绕组L1B。

第一输入电容C1的负极、第二输入电容C2的正极、第一二极管D1的阳极、第三二极管D3的阴极、第一均流电感L2的一端相连接，第一均流电感L2的另一端、第二功率开关管Q2的源极、第三功率开关管Q3的漏极、第一输出电容C3的负极、第二输出电容C4的正极相连接，第一功率开关管Q1的源极、第一耦合电感绕组L1A的同名端、第一二极管D1的阴极相连接，第二二极管D2的阳极、第二功率开关管Q2的漏极、第一耦合电感绕组L1A的异名端相连接，第三二极管D3的阳极、第四功率开关管Q4的漏极、第二耦合电感绕组L1B的异名端相连接，第三功率开关管Q3的源极、第四二极管D4的阴极、第二耦合电感绕组L1B的同名端相连接，第一输入电容C1的正极和第一功率开关管Q1的漏极相连接，第二输入电容C2的负极和第四功率开关管Q4的源极相连接，第二二极管D2的阴极和第一输出电容C3的正极相连接，第四二极管D4的阳极和第二输出电容C4的负极相连接。

图8有四个主功率开关管钳位网络，第一主功率开关管钳位网络为第一输入电容C1、第一二极管D1、第一功率开关管Q1所包围的网孔，第二主功率开关管钳位网络为第二功率开关管Q2、第二二极管D2、第一输出电容C3所包围的网孔，第三主功率开关管钳位网络为第二输入电容C2、第三二极管D3、第四功率开关管Q4所包围的网孔，第四主功率开关管钳位网络为第三功率开关管Q3、第四二极管D4、第二输出电容C4所包围的网孔，均流单添加在主功率开关管钳位网络以外支路。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驱动信号相同。

本实施例原理和第二实施例相似，此处不再过多阐述。

需要说明的是，上述实施例都是针对变换器为两个、均流单元为一个或两个的情况，本发明还可以扩展至变换器为两个以上、均流单元少于或等于变换器个数的其它情况，这些是本领域的技术人员可以推演与实现的，在此不赘述。

应当理解的是，尽管出于帮助更好地了解和理解本发明而描述了上述的的具体实施例，然而还存在与上述实施例等同的其他实施例。以上实施例仅是为了以图解说明的方式给出示例，不应当被视作对本发明保护范围的限制，任何不脱离本发明精神或实质而对该实施例所记载的技术方案中的全部或部分技术特性进行的修改或替换，均应视为涵盖于权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种串联耦合变换器，至少包括两个开关变换器和均流单元，开关变换器间为串联连接关系，开关变换器里面的主功率感性器件互为耦合关系，其特征在于：均流单元包括感性器件，同时设置在主功率开关管钳位网络以外的支路以及主功率感性器件耦合电流支路上，用于在开关变换器中的主功率开关管导通时，将主功率开关管中流过的脉冲耦合电流整形为低幅值直流电流。

2.根据权利要求1所述的串联耦合变换器，其特征在于：开关变换器包括第一反激变换器和第二反激变换器，均流单元包括第一均流单元和第二均流单元；

第一反激变换器包括第一输入电容C1、第一变压器绕组L1A、第一功率开关管Q1、第二二极管D2，第二反激变换器包括第二输入电容C2、第二变压器绕组L1B、第二功率开关管Q2、第四二极管D4，第一均流单元包括第一二极管D1、第一电感L1，第二均流单元包括第三二极管D3、第二电感L2；

第一输入电容C1的负极、第二输入电容C2的正极、第一功率开关管Q1的源极、第二变压器绕组L1B的异名端、第一电感L1的一端相连接，第一电感L1的另一端和第一二极管D1的阳极相连接，第一二极管D1的阴极、第二二极管D2的阳极、第一变压器绕组L1A的同名端相连接，第二二极管D2的阴极和第一功率开关管Q1的漏极相连，第一变压器绕组L1A的异名端和第一输入电容C1的正极相连，第二变压器绕组L1B的同名端、第三二极管D3的阴极、第四二极管D4的阳极相连接，第三二极管D3的阳极和第二电感L2的一端相连，第二电感L2的另一端、第二功率开关管Q2的源极、第二输入电容C2的负极相连接，第四二极管D4的阴极和第二功率开关管Q2的漏极相连。

3.据权利要求1所述的串联耦合变换器，其特征在于：开关变换器包括第一boost开关变换器和第二boost开关变换器，均流单元为第一均流电感L2；

第一boost开关变换器包括第一输入电容C1、第一输出电容C3、第一耦合电感绕组L1A、第一功率开关管Q1、第一二极管D1，第一boost开关变换器包括第二输入电容C2、第二输出电容C4、第二耦合电感绕组L1B、第二功率开关管Q2、第二二极管D2；

第一输入电容C1的负极、第二输入电容C2的正极、第一均流电感L2的一端相连接，第一均流电感L2的另一端、第一输出电容C3的负极、第二输出电容C4的正极、第一功率开关管Q1的源极、第二功率开关管Q2的漏极相连接，第一二极管D1的阴极和第一输出电容C3的正极相连接，第二二极管D2的阳极和第二输出电容C4的负极相连接，第一耦合电感绕组L1A的同名端和第一输入电容C1的正极相连接，第一耦合电感绕组L1A的异名端、第一功率开关管Q1的漏极、第一二极管D1的阳极相连接，第二耦合电感绕组L1B的异名端和第二输入电容C2的负极相连接，第二耦合电感绕组L1B的同名端、第二功率开关管Q2的源极、第二二极管D2的阴极相连接。

4.据权利要求1所述的串联耦合变换器，其特征在于：开关变换器包括第一buck开关变换器和第二buck开关变换器，均流单元为第一均流电感L2；

第一buck开关变换器包括第一输入电容C1、第一输出电容C3、第一耦合电感绕组L1A、第一功率开关管Q1、第一二极管D1，第二buck开关变换器包括第二输入电容C2、第二输出电容C4、第二耦合电感绕组L1B、第二功率开关管Q2、第二二极管D2；

第一输入电容C1的负极、第二输入电容C2的正极、第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阴极、第一均流电感L2的一端相连接，第一均流电感L2的另一端、第一输出电容C3的负极、第二输出电容C4的正极相连接，第一功率开关管Q1的源极、第一二极管D1的阴极、第一耦合电感绕组L1A的同名端相连接，第二功率开关管Q2的漏极、第二二极管D2的阳极、第一耦合电感绕组L1B的异名端相连接，第一耦合电感绕组L1A的异名端和第一输出电容C3的正极相连接，第一耦合电感绕组L1B的同名端和第二输出电容C4的负极相连接，第一输入电容C1的正极和第一功率开关管Q1的漏极相连接，第二输入电容C2的负极和第二功率开关管Q2的源极相连接。

5.根据权利要求1所述的串联耦合变换器，其特征在于：还包括第一输入电容C1、第一输出电容C3、第二输入电容C2和第二输出电容C4，所述的开关变换器包括第一buck-boost开关变换器和第二buck-boost开关变换器，所述的均流单元为第一均流电感L2；

第一buck-boost开关变换器包括第一功率开关管Q1、第二功率开关管Q2、第一二极管D1、第二二极管D2和第一耦合电感绕组L1A；

第二buck-boost开关变换器包括第三功率开关管Q3、第四功率开关管Q4、第三二极管D3、第四二极管D4和第二耦合电感绕组L1B；

第一输入电容C1的负极、第二输入电容C2的正极、第一二极管D1的阳极、第三二极管D3的阴极、第一均流电感L2的一端相连接，第一均流电感L2的另一端、第二功率开关管Q2的源极、第三功率开关管Q3的漏极、第一输出电容C3的负极、第二输出电容C4的正极相连接，第一功率开关管Q1的源极、第一耦合电感绕组L1A的同名端、第一二极管D1的阴极相连接，第二二极管D2的阳极、第二功率开关管Q2的漏极、第一耦合电感绕组L1A的异名端相连接，第三二极管D3的阳极、第四功率开关管Q4的漏极、第二耦合电感绕组L1B的异名端相连接，第三功率开关管Q3的源极、第四二极管D4的阴极、第二耦合电感绕组L1B的同名端相连接，第一输入电容C1的正极和第一功率开关管Q1的漏极相连接，第二输入电容C2的负极和第四功率开关管Q4的源极相连接，第二二极管D2的阴极和第一输出电容C3的正极相连接，第四二极管D4的阳极和第二输出电容C4的负极相连接。

Images