CN1926753A - 具有耦合感应器倍流器的直流－直流转换器 - Google Patents

Abstract

一种用于电力转换器的耦合感应器倍流器拓扑，包括：第一整流器和第二整流器，和第一耦合感应器和第二耦合感应器。每个耦合感应器具有主感应器和与其感应耦接的副感应器。第一耦合感应器的副感应器与第一整流器和第二整流器中的一个串联连接，第二耦合感应器的副感应器与第一整流器和第二整流器中的另一个串联连接。

Description

具有耦合感应器倍流器的直流-直流转换器

技术领域

本发明涉及电力转换器，更具体的说，涉及用于电力转换器，例如直流-直流电力转换器的耦合感应器倍流器拓扑。

背景技术

目前和未来用于通信系统和微处理器中的集成电路(IC)的负载点直流-直流转换器必须具有挑战性的规格，包括可进行精密调节的低输出电压和高输出电流，在稳态和瞬时状态下的非常小的波动，高功率和电流密度以及高效率。所有这些要求必须在一个非常低的输出电压下得到，这个输出电压预计将在未来几年中降到低于1V，到2010年将低于0.6V，并到2016年将低于0.4V。由于这些设备需要使用在未来有可能超过100A的高电流，因而功率要求将会显著增加。因此，直流-直流转换器拓扑倾向于采用较高的输入电压，而非较低的输入电压。

目前大多数非独立的低电压、高电流的直流-直流转换器被压降得到。目前用于较高输入电压的独立直流-直流转换器包括对称和不对称的半桥式、全桥式、有源箝位正向式、回扫正向式和推挽式。独立直流-直流转换器拓扑的副边可具有不同的拓扑，例如正向式、中心支线式或倍流器式。

随着所需的输出电压减小和输入电压增加，所需的电压下降比变大，这意味着在独立转换器中的独立变压器匝数比变大，或在非独立转换器中的切换占空比变小。切换占空比减小，会引起输入峰值电流变大(输入有效(rms)电流变大)和不对称瞬时响应变大。而且，较低的输出电压转换器必须具有精密调节，这需要较低的输出电流和电压的波动。

随着所需输出电流增加，独立变压器的副边绕组电流变大，从而增加了绕组损耗并且导致散热问题，这样有可能阻碍为实现更高密度而所需的减小变压器尺寸的能力。

在许多电力转换器应用中，倾向于以倍流器拓扑作为副边，这是由于倍流器具有各种优点，包括波动电流的消除、较高的电流容量、两倍的输出电流和与其开关切换频率相比的电压脉动频率，和较低的整流和传导损耗。图1A示出了现有技术中的常规倍流器(CCD)拓扑100，该拓扑100可以用作直流-直流转换器，例如直流-直流转换器600(图6A)的副边。CCD拓扑100在节点A和B处连接到变压器T1(图6A)的副边绕组607(图6A)的两端。显示为二极管D₂的整流器的阴极在节点A连接到变压器T₁的副边绕组607的一侧并连接到第一感应器L₁的一侧。显示为二极管D₁的第二个整流器的阴极在节点B连接到变压器T₁的副边绕组607的另外一侧并连接到第二感应器L₂的一侧。感应器L₁和L₂另外侧连接到一起并连接到输出104的一侧(R₀代表在输出104上的负载)。滤波电容C₀连接到输出104的两端。输出104的另外一侧连接到二极管D₁和D₂的阳极。图1B示出了具有常规倍流器拓扑100的直流-直流转换器，例如直流-直流转换器600(图6A)的主波形。虽然显示为二极管D₁和D₂的整流器可以是二极管，但应该理解，也可以使用非二极管的整流器，例如同步整流器。

不过，当倍流器用于低输出电压、高输出电流、并具有较高输入电压的直流-直流转换器中时，还倾向于利用倍流器所具有的其它特性。这些特性包括在不过多增加切换频率以实现较低输出电压波动以及最小输出容量的情况下的较低输出电流波动，在不减少占空比或增加独立变压器匝数比(较大的容量下降)的情况下的较低输出电压，和较低输入电流，其可以设计为在上升和下降的瞬时实现对称瞬时响应。在自适应电压定位(AVP)技术中较佳地使用后者，以减少用于一定瞬时最大输出电偏压所需的输出容量。

发明内容

用于电力转换器的耦合感应器倍流器拓扑，包括第一整流器、第二整流器和第一耦合感应器、第二耦合感应器。每个耦合感应器具有主感应器和与其感应耦接的副感应器。第一耦合感应器的副感应器与第一整流器和第二整流器中的一个串联连接，第二耦合感应器的副感应器与第一整流器和第二整流器中的另一个串联连接。

在本发明的一个方面，所述电力转换器是直流-直流转换器。

在本发明的一个方面，所述电力转换器具有主边和与其耦接的副边，所述副边包括所述耦合感应器倍流器拓扑。

在本发明的一个方面，所述电力转换器是将所述耦合感应器倍流器拓扑用作第二级的二级半桥压降转换器。

通过下文提供的详细描述，本发明的其它应用场合将变得明显。应理解，在说明本发明的较佳实施例时所做的详细描述和具体实施例，目的仅为用于说明，而非用于限制本发明的范围。

附图说明

通过详细描述和各附图，将能更全面地理解本发明，其中：

图1A是现有技术中的常规倍流器拓扑的示意图；

图1B显示了图1 A的现有技术中常规倍流器拓扑的主切换波形；

图2A是根据本发明的耦合感应器倍流器拓扑的示意图；

图2B显示了图2A的耦合感应器倍流器拓扑的主切换波形；

图3是图2A的耦合感应器倍流器拓扑与图1A的常规倍流器拓扑相比的标准耦合压降电压增益曲线；

图4是图2A的耦合感应器倍流器拓扑与图1A的常规倍流器拓扑相比的输出电流波动百分数相对于匝数比的曲线；

图5是图2A的耦合感应器倍流器拓扑的有效(rms)与平均感应电流之比的百分数相对于匝数比的曲线；

图6A显示了使用图1A的常规倍流器拓扑作为副边的独立半桥直流-直流转换器；

图6B显示了使用图2A的耦合感应器倍流器拓扑作为副边的根据本发明一个方面的独立半桥直流-直流转换器；

图7显示了使用图1A的常规倍流器拓扑作为副边的图6A的直流-直流转换器的模拟波形；

图8显示了根据本发明的一个方面使用图2A的耦合感应器倍流器拓扑作为副边的图6B的直流-直流转换器的模拟波形；

图9A和9B显示了具有常规倍流器拓扑100的直流-直流转换器600(图6A)的实验波形；

图10A和10B显示了具有根据本发明一个方面的耦合感应器倍流器拓扑200的直流-直流转换器650(图6B)的实验波形；

图11是使用图2A的耦合感应器倍流器拓扑的根据本发明一个方面的非独立半桥压降拓扑的示意图；和

图12是使用图2A的耦合感应器倍流器拓扑作为第二级的根据本发明一个方面的二级半桥压降拓扑的示意图。

具体实施方式

下面对较佳实施例的描述实际上仅是示例性的，绝不是以任何方式限制本发明及其应用或使用。

图2A示出了根据本发明的用于电力转换器的耦合感应器倍流器(CICD)拓扑200，例如用作直流-直流转换器(例如图6B所示的直流-直流转换器650)的副边。在CICD拓扑200中，第一耦合感应器202具有主感应器L₁以及与其感应耦接的副感应器L₁₁，副感应器L₁₁与显示为二极管D₁的第一整流器串联，并且第一耦合感应器202的匝数比为n∶1，其中n＞1。第二耦合感应器204具有主感应器L₂以及与其感应耦接的副感应器L₂₂，副感应器L₂₂与显示为二极管D₂的第二整流器串联，并且第二耦合感应器204具有与第一耦合感应器202相同的匝数比。应理解，除了二极管之外的整流器也可用作显示为D₁和D₂的整流器，例如在低输出电压应用中具有优势的同步整流器。

假定耦合系数k等于1，则所述耦合感应器的匝数比n定义为：

$n=\sqrt{\frac{L_1}{L_{11}}}=\sqrt{\frac{L_2}{L_{22}}}>1,$  L₁＝L₂＝L，L₁₁＝L₂₂ (公式1)

图2B示出了当使用对称控制方案对直流-直流转换器，例如使用CICD拓扑200的直流-直流转换器650(图6B)的主开关设备进行控制时，CICD拓扑200的主切换波形。CICD拓扑200的耦合结构使得L₁和L₂两端的电压波形，从在图1B中所示的图1A的常规倍流器拓扑100的波形，变化为在图2B中所示的CICD拓扑200的波形。这使得流过L₁和L₂的电流的波形也发生改变，如图2B中所示，并更倾向于抵消的趋势。

理论分析和主要设计公式

根据图1和图2，在下面的论述中，将通过与CCD拓扑100相比较，显示CICD拓扑200的理论分析和主要设计公式。

A、增益公式

通过在线圈L₁和L₂的两端应用伏特-秒平衡方法，可得出如下的CICD拓扑200和CCD拓扑100的增益公式：

$\frac{V_0}{V_g}=\frac{n-1}{n}D,n>1$  (公式2：CICD拓扑增益公式)

$\frac{V_0}{V_g}=D$  (公式3：CCD拓扑增益公式)

图3示出了由所述耦合引起的附加电压下降比，也就是公式2和公式3之比。可以注意到，随着n的减小并且逐渐接近1，使得电压下降逐渐变大。当n＝1时，输出电压变为零。假定V_g相同，与CCD拓扑100相比，CICD拓扑200可实现更大的占空比。

B、输出电流波动公式：

通过图1B和2B，并利用流过感应器L₁和L₂的上升和下降电流的坡度，可得到如下的CICD拓扑200和CCD拓扑100的输出电流波动公式：

${\mathrm{\Δi}}_{\mathrm{Co}-\mathrm{CICD}}=\frac{n^2{V}_o}{V_g(n^2-1)(n+1)}\·\frac{(n-1)V_g-2n{V}_o}{L\·f_s}={\left[\frac{n}{n+1}\right]}^2\·(1-2D)\·\frac{V_0}{L\·f_s}$

        (公式4：CICD拓扑输出电流脉动)

${\mathrm{\Δi}}_{\mathrm{Co}-\mathrm{CICD}}=\frac{V_o}{V_g}\·\frac{V_g-2V_o}{L\·f_s}=(1-2D)\·\frac{V_0}{L\·f_s}$  (公式5：CCD拓扑输出电流脉动)

其中，f_s是切换频率。

比较公式4和公式5的一种方法是获得两者的比值：

$\frac{{\mathrm{\Δi}}_{\mathrm{Co}-\mathrm{CICD}}}{{\mathrm{\Δi}}_{\mathrm{Co}-\mathrm{CCD}}}={\left[\frac{n}{n+1}\right]}^2,n>1$  (公式6)

图4示出了公式6相对于n的曲线，即CICD与CCD的副边拓扑200与100之间输出电流波动比。从图4中可以看出，与CCD拓扑100相比，CICD拓扑200的电流波动随着n的减小而减小。例如，当n＝2时，CICD拓扑200的输出电流波动是CCD拓扑100的输出电流波动的大约45％。因此，即使CICD拓扑200的每个线圈L₁和L₂的电流波动都分别大于CCD拓扑100的每个线圈L₁和L₂的电流波动，但CICD拓扑200的总体的输出电流波动较小。

C、输入电压和输入电流：

从公式2和公式3可以看出，对于CICD拓扑200和CCD拓扑100，为了保持在相同占空比下相同输出电压和输出电流的相同设计，CICD拓扑200的输入电压V_g-CICD应该大于CCD拓扑100的输入电压V_g-CCD，如下所示：

$V_{g-\mathrm{CICD}}=\frac{n}{n-1}\·V_{g-\mathrm{CCD}},n>1$  (公式7)

因此，CICD拓扑200的输入电流i_g-CICD小于CCD拓扑100的输入电流i_g-CCD，如下所示：

$i_{g-\mathrm{CICD}}=\frac{n-1}{n}\·i_{g-\mathrm{CCD}},n>1$  (公式8)

上述电流是当独立拓扑用于任何主边的情况下，例如半桥和全桥直流-直流转换器的情况下，独立变压器的副边电流。因此，使用CICD拓扑200的独立变压器副边电流较小，这能够降低副边绕组损耗，尤其是在高输出电流的情况下。

D、开关-电压和电流应力：

用于具有CCD拓扑100的直流-直流转换器和具有CICD拓扑200的直流-直流转换器中的开关上的电压应力，可以通过将简单的KVL应用于包括其中一个开关的环路而获得，为：

 (公式9：CICD拓扑开关电压应力)

 (公式10：CCD拓扑开关电压应力)

通过将公式9和公式10与控制V_g-CCD和V_g-CICD之间关系的公式7相比较，可以看出，在相同的输出电压和设计下，CCD拓扑100和CICD拓扑200的开关的两端的电压应力是相同的。

在相同的输出电流下，在具有CCD拓扑100或CICD拓扑200的直流-直流转换器中的开关的电流应力也是相同的，这是因为，当其中一个开关连通而另一个开关断开时，全负载电流(I₀)会流经所述连通(ON)开关。

E、感应器平均值和有效(RMS)电流：

在CICD拓扑200中，每个感应器L₁，L₂的平均电流等于输出电流的一半。对于每个感应器L₁，L₂的rms电流，若假定所述两种拓扑的波动都非常小，而感应器L₁，L₂足够大，则可得出CICD拓扑200的rms感应电流如下：

$i_{\mathrm{rms}-\mathrm{CICD}}\≈\frac{I_0}{2}\·\sqrt{\frac{2D+n^2}{n^2}}$  (公式11)

CICD拓扑中，rms感应电流与平均感应电流之比为：

$\frac{i_{\mathrm{rms}-\mathrm{CICD}}}{i_{\mathrm{avg}-\mathrm{CICD}}}\≈\sqrt{\frac{2D+n^2}{n^2}}$  (公式12)

图5显示的公式12图示为n和D的函数。如图5所示，随着n的增加和D的减小，rms感应电流与平均感应电流之比减小，使得rms电流值更接近于平均电流值。例如，当n＝2，D＝0.35时，rms感应电流超过平均感应电流不到9％。

电力转换器拓扑

与CCD拓扑100的情况相同，CICD拓扑200能够作为该直流-直流转换器的副边用于多种独立直流-直流转换器拓扑中，例如用于半桥和全桥直流-直流转换器中，同时还可适用于不同控制方案。图6A示出了现有技术中使用CCD拓扑100作为副边的独立半桥直流-直流转换器600。直流-直流转换器600包括主边602和与其通过独立变压器T₁相连的CCD拓扑100。主边602为常规式，并且包括连接到直流输入电压V_in的第一和第二主开关或电源开关S₁和S₂，和也连接到输入电压V_in的电容C₁和C₂。电容C₁和C₂的相连处604被连接到变压器T₁的主绕组606的一例，开关S₁和S₂的相连处608被连接到主绕组606的另一侧。L_k表示变压器T₁的漏电感。开关S₁和S₂的控制可以是对称的或不对称的，这只作为示例而并不用于限制。

图6B示出了独立半桥直流-直流转换器650，其具有主边602和用作副边并通过独立变压器T₁相连的CICD拓扑200。直流-直流转换器650的主边602与图6A的直流-直流转换器600的主边602相同，并且CICD拓扑200也如上所述。同样地，开关S₁和S₂的控制可以是对称的或不对称的，这只作为示例而并不用于限制。

CICD拓扑与CCD拓扑之间的比较总结和设计思路

如以上理论论述中所示，与常规CCD拓扑100相比，CICD拓扑200可得到较大的输出电压下降比。而且，CICD拓扑200中的输出电流波动也较小。必须注意，即使CCD拓扑100的波动随着D接近0.5而降低，但在实际设计中，D并不设计为等于0.5，原因很多，例如，要能够具有调节带(改变D的带)和通过使主开关S₁和S₂(图6A)的连通(ON)时间重叠而不出现短路情况。另一方面，在CICD拓扑200中，对于任何D值，通过为所述耦合感应器选择适当的匝数比n，可得到较小的波动。在CICD拓扑200中，通过选择适当的n值使得输出电流上升坡度和下降坡度相同，也可实现对称瞬时响应。

CICD拓扑200与CCD拓扑100相比，即使在相同的输出电压和电流下需要较大的输入电压和较小的输入电流，但从以上可显示，从CCD拓扑100变化到CICD拓扑200时，主开关S₁和S₂上的电压和电流应力不变。实际上，由于CICD拓扑200中的输入电流，即在独立拓扑中独立变压器的副边电流较小，因此传导损耗可以较小并且所述变压器的副边绕组所需的直径会较小。而且，由于部分或全部的电压下降是通过CICD拓扑200的耦合感应器实现的，所以所述独立变压器的主绕组需要的匝数较少。因此，可用较小的独立变压器。然而，CICD拓扑200中线圈L₁和L₂的rms电流是n和D的函数并且较佳地设计为接近平均电流以减少传导损耗，该传导损耗是在CICD输入端降低的。在CICD拓扑200的实际设计中，客观地讲，所述rms电流会比线圈L₁和L₂的平均电流高大约10％到20％。

即使所述耦合感应器的耦合系数k应设计为尽可能接近1，并具有最小的漏电感以实现CICD拓扑200的较佳性能，但在实际设计中仍存在少量的漏电感。这种漏电感应设计为尽可能小以实现较佳性能。当这种漏电感非常小的时候，除了独立变压器漏电感之外，其可用于实现主边开关，例如直流-直流转换器650(图6B)的开关S₁和S₂的软切换，其还可以通过减小di/dt来减少所述主开关的反向恢复损耗。

模拟结果

使用Pspice/Orcad模拟了以CCD拓扑100作为副边的半桥直流-直流转换器600(图6A)和以CICD拓扑200作为副边的直流-直流转换器650(图6B)，以验证上面论述的理论结果。在全负载电流I₀＝20A时，两种模拟情况的输入和输出电压分别为：V_in＝36V～75V和V₀＝3.3V。切换频率为：f_s＝300kHz。在V_in＝48V的名义输入电压下，为了得到大约D＝0.3～0.35的相同占空比，CCD拓扑100模拟示意图中的独立变压器匝数比为：n_i＝2，而CICD拓扑200模拟中n_i＝1，而CICD拓扑200中的压降是通过耦合感应器匝数比为n＝2实现的。L₁和L₂所使用的电感值L＝3μH。在CICD拓扑200的模拟中，3μH的电感被分为用于主感应器L₁和L₂的2.4μH和用于耦合感应器L₁₁和L₂₂(与副边的整流器D₁和D₂串联)的0.6μH，以在保持总电感等于3μH的情况下实现n＝2的耦合比。

图7示出了具有CCD拓扑100的直流-直流转换器600(图6A)的模拟波形，而图8示出了具有CICD拓扑200的直流-直流转换器650(图6B)的模拟波形。这些模拟波形与上面论述的电压下降、电流波动、以及电压和电流应力的理论结果是一致的。

实验结果

在实验室中建立半桥直流-直流转换器600(由CCD拓扑100作为其副边)和半桥直流-直流转换器650(由CICD拓扑200作为其副边)的模型，以验证上面论述的理论和模拟结果。在全负载电流I₀＝204时，两种模型的输入和输出电压分别为：V_in＝36V～75V和V₀＝3.3V。切换频率为：f_s＝300kHz。

在V_in＝48V的名义输入电压下，为了得到大约D＝0.3～0.35的相同占空比，常规CCD模型的独立变压器匝数比为：n_i＝2，而在CICD模型中n_i＝1，而CICD模型中的压降是通过耦合感应器匝数比为n＝2实现的。主感应器L₁和L₂被设置为L＝3μH。

图9A和图9B示出了具有CCD拓扑100的直流-直流转换器600(图6A)的实验波形，图10A和10B示出了具有CICD拓扑200的直流-直流转换器650(图6B)的实验波形。这些波形与上面论述的电压下降、电流波动、以及电压和电流应力的理论结果是一致的。但是，由于CICD拓扑200中的耦合感应器的漏电感在实验室条件下不能控制，用于CICD拓扑200的各感应器电流波形看起来与理论波形稍有不同。减少这种漏电感应能够得到更佳的结果。

半桥压降(HBB)拓扑

CICD拓扑200在非独立拓扑中使用具有优势。图11示出了使用CICD拓扑200的非独立半桥压降(HBB)拓扑1100，图1 2示出了使用CICD拓扑200作为第二级的HBB二级转换器拓扑1200。

参照图11，非独立HBB拓扑1100包括连接到CICD拓扑200的半桥压降(HBB)转换器1102。HBB 1102包括第一开关S₁和第二开关S₂和第一电容C₁₁和第二电容C₂₂。开关S₁的一侧连接到电压源V_in而开关S₁的第二侧连接到开关S₂的第一侧，而开关S₂的另一侧接地。电容C₂₂的一侧连接到电压源V_in而电容C₂₂另一侧连接到电容C₁₁的第一侧，而电容C₁₁的另一侧接地。CICD拓扑200在节点A和节点B处连接到电容C₂₂与C₁₁的相连处和开关S₁与开关S₂的相连处。L_k表示耦合感应器202和204的漏电感。

参照图12，HBB二级转换器拓扑1200包括主边，例如主边602(图6A)，和通过独立变压器T₁连接到主边602的二级副边1202。副边1202的第一级包括半桥压降转换器拓扑，即所指的HBB 1204。HBB 1204供给第二级1206，即CICD拓扑200。

HBB 1204包括第一开关S₁和第二开关S₂，和第一电容C₁和第二电容C₂。开关S₁的第一侧连接到二极管D_2b的阴极而开关S₁的另一侧连接到开关S₂的第一侧。开关S₂的另一侧连接到电容C₁的第一侧并连接到感应器L_1b和L_2b的相连处。感应器L_1b和L_2b的另一侧分别连接到独立变压器T₁的副边绕组的相对两端并分别连接到二极管D_1b和D_2b的阳极。电容C₁的另一例连接到电容C₂的第一侧，电容C₂的另一侧连接到二极管D_1b和D_2b的阴极。CICD拓扑200连接到HBB 1202的电容C₁与C₂的相连处和开关S₁与开关S₂的相连处。

除了CICD拓扑200的耦合感应器提供的电压下降之外，具有CICD拓扑200的HBB拓扑由于其半桥结构还提供了值为2的电压下降比，与二级压降拓扑相比，其可提供延长的占空比，特别在低输出电压的情况下。而且，在HBB拓扑是对称驱动时，由于电容C₁₁和C₂₂所提供的平衡，无需电流分配控制就可在两个通路之间实现电流分配，而当使用非对称控制时，S₁和S₂可实现在二级压降转换器中无法实现的软切换。

本发明的描述实际上仅为示例性的，因而，在不脱离本发明要旨下所做的各种变化都在本发明的范围之内。这些变化并不认为是脱离本发明的精神和范围。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1、一种用于电力转换器的耦合感应器倍流器拓扑，包括：

第一整流器和第二整流器；和

第一耦合感应器，所述第一耦合感应器与一第二耦合感应器磁分离，每个所述耦合感应器具有主感应器，该主感应器与一副感应器感应耦接，所述第一耦合感应器的副感应器与所述第一整流器和所述第二整流器中的一个串联电连接，所述第二耦合感应器的副感应器与所述第一整流器和所述第二整流器中的另一个串联电连接。

2、根据权利要求1的耦合感应器倍流器拓扑，其中所述第一耦合感应器和所述第二耦合感应器的每个主感应器都具有第一侧和第二侧，并且串联电连接，所述第一耦合感应器的主感应器的第二侧与所述第二耦合感应器的主感应器第一侧电连接，所述第一耦合感应器的副感应器串联电连接在所述第一整流器与所述第二耦合感应器的主感应器的第二侧之间，所述第二耦合感应器的副感应器串联电连接在所述第二整流器与所述第一耦合感应器的主感应器的第一侧之间。

3、一种用于电力转换器的耦合感应器倍流器拓扑，包括：

第一整流器和第二整流器；和

第一耦合感应器，所述第一耦合感应器与一第二耦合感应器磁分离，每个所述耦合感应器具有主感应器。该主感应器与一副感应器感应耦接，每个所述主感应器具有第一侧和第二侧；

所述主感应器串联电连接，所述第一耦合感应器的主感应器的第二侧与所述第二耦合感应器的主感应器第一侧电连接；

所述第二耦合感应器的副感应器与所述第二整流器并与所述第一耦合感应器的主感应器串联电连接；且

所述第一耦合感应器的副感应器与所述第一整流器并与所述第二耦合感应器的主感应器串联电连接。

4、根据权利要求3的耦合感应器倍流器拓扑，其中所述第一耦合感应器的副感应器电连接在所述第一整流器与所述第二耦合感应器的主感应器的第二侧之间，所述第二耦合感应器的副感应器电连接在所述第二整流器与所述第一耦合感应器的主感应器的第一侧之间。

5、根据权利要求3的耦合感应器倍流器拓扑，其中所述整流器从主要由二极管和同步整流器组成的组中选出。

6、一种电力转换器，包括：

通过变压器连接到一第二侧的至少第一侧；

包括倍流器的所述第二侧；和

倍流器，所述倍流器具有第一整流器和第二整流器，和与一第二耦合感应器磁分离的第一耦合感应器，每个所述耦合感应器与所述变压器磁分离，并具有主感应器，该主感应器与一副感应器感应耦接，所述主感应器电连接到所述变压器的副边绕组，所述各副感应器与各自相应的第一整流器或第二整流器串联电连接。

7、根据权利要求6的电力转换器，其中所述各副感应器串联电连接在相应的第一整流器或第二整流器与所述变压器的副边绕组和所述主感应器的相连处之间。

8、根据权利要求6的电力转换器，其中所述耦合感应器中的第一耦合感应器的主感应器具有在第一相连处电连接到所述变压器的副边绕组第一侧的第一侧，和电连接到所述耦合感应器中的第二耦合感应器的主感应器第一侧的第二侧；所述耦合感应器中的第二耦合感应器的主感应器，具有在第二相连处电连接到所述变压器的副边绕组第二侧的第二侧；所述第一耦合感应器的副感应器串联电连接在所述整流器之一与所述第二相连处之间，所述第二耦合感应器的副感应器串联电连接在第二个所述整流器与所述第一相连处之间。

9、根据权利要求8的电力转换器，其中所述电力转换器是直流-直流转换器。

10、根据权利要求6的电力转换器，其中所述第一整流器和所述第二整流器是同步整流器。

11、根据权利要求6的电力转换器，其中所述第一整流器和所述第二整流器是二极管。

12、一种电力转换器，包括：

连接到耦合感应器倍流器拓扑的半桥拓扑，所述耦合感应器倍流器包括：

第一整流器和第二整流器；和

第一耦合感应器，所述第一耦合感应器与一第二耦合感应器磁分离，每个所述耦合感应器具有主感应器，该主感应器与一副感应器感应耦接，所述第一耦合感应器的副感应器与所述第一整流器和所述第二整流器中的一个串联电连接，所述第二耦合感应器的副感应器与所述第一整流器和所述第二整流器中的另一个串联电连接。

13、根据权利要求12的电力转换器，其中所述第一耦合感应器和所述第二耦合感应器的每个主感应器都具有第一侧和第二侧，并且串联电连接，所述第一耦合感应器的主感应器的第二侧与所述第二耦合感应器的主感应器第一侧电连接，所述第一耦合感应器的副感应器串联电连接在所述第一整流器与所述第二耦合感应器的主感应器的第二侧之间，所述第二耦合感应器的副感应器串联电连接在所述第二整流器与所述第一耦合感应器的主感应器的第一侧之间。

14、一种电力转换器，包括：

通过变压器连接到一副边的主边，所述副边包括连接到耦合感应器倍流器拓扑的半桥拓扑，所述耦合感应器倍流器包括：

第一整流器和第二整流器；和

第一耦合感应器，所述第一耦合感应器与一第二耦合感应器磁分离，每个所述耦合感应器与所述变压器磁分离，并具有主感应器，该主感应器与一副感应器感应耦接，所述第一耦合感应器的副感应器与所述第一整流器和所述第二整流器中的一个串联电连接，所述第二耦合感应器的副感应器与所述第一整流器和所述第二整流器中的另一个串联电连接。

15、根据权利要求14的电力转换器，其中所述第一耦合感应器和所述第二耦合感应器的每个主感应器都具有第一侧和第二侧，并且串联电连接，所述第一耦合感应器的主感应器的第二侧与所述第二耦合感应器的主感应器第一侧电连接，所述第一耦合感应器的副感应器串联电连接在所述第一整流器与所述第二耦合感应器的主感应器的第二侧之间，所述第二耦合感应器的副感应器串联电连接在所述第二整流器与所述第一耦合感应器的主感应器的第一例之间。

Claims (15)

1、一种用于电力转换器的耦合感应器倍流器拓扑，包括：

第一整流器和第二整流器；和

第一耦合感应器和一第二耦合感应器，每个所述耦合感应器具有主感应器，该主感应器与一副感应器感应耦接，所述第一耦合感应器的副感应器与所述第一整流器和所述第二整流器中的一个串联连接，所述第二耦合感应器的副感应器与所述第一整流器和所述第二整流器中的另一个串联连接。

2、根据权利要求1的耦合感应器倍流器拓扑，其中所述第一耦合感应器和所述第二耦合感应器的每个主感应器都具有第一侧和第二侧，并且串联连接，所述第一耦合感应器的主感应器的第二侧与所述第二耦合感应器的主感应器第一侧相连，所述第一耦合感应器的副感应器串联连接在所述第一整流器与所述第二耦合感应器的主感应器的第二侧之间，所述第二耦合感应器的副感应器串联连接在所述第二整流器与所述第一耦合感应器的主感应器的第一侧之间。

3、一种用于电力转换器的耦合感应器倍流器拓扑，包括：

第一整流器和第二整流器；和

第一耦合感应器和一第二耦合感应器，每个所述耦合感应器具有主感应器。该主感应器与一副感应器感应耦接，每个所述主感应器具有第一侧和第二侧；

所述主感应器串联连接，所述第一耦合感应器的主感应器的第二侧与所述第二耦合感应器的主感应器第一侧相连；

所述第二耦合感应器的副感应器与所述第二整流器并与所述第一耦合感应器的主感应器串联连接；且

所述第一耦合感应器的副感应器与所述第一整流器并与所述第二耦合感应器的主感应器串联连接。

4、根据权利要求3的耦合感应器倍流器拓扑，其中所述第一耦合感应器的副感应器连接在所述第一整流器与所述第二耦合感应器的主感应器的第二侧之间，所述第二耦合感应器的副感应器连接在所述第二整流器与所述第一耦合感应器的主感应器的第一侧之间。

5、根据权利要求3的耦合感应器倍流器拓扑，其中所述整流器从主要由二极管和同步整流器组成的组中选出。

6、一种电力转换器，包括：

通过变压器连接到一第二侧的至少第一侧；

包括倍流器的所述第二侧；和

倍流器，所述倍流器具有第一整流器和第二整流器与第一耦合感应器和第二耦合感应器，每个所述耦合感应器具有主感应器，该主感应器与一副感应器感应耦接，所述主感应器连接到所述变压器的副边绕组，所述各副感应器与各自相应的第一整流器或第二整流器串联连接。

7、根据权利要求6的电力转换器，其中所述各副感应器串联连接在相应的第一整流器或第二整流器与所述变压器的副边绕组和所述主感应器的相连处之间。

8、根据权利要求6的电力转换器，其中所述耦合感应器中的第一耦合感应器的主感应器具有在第一相连处连接到所述变压器的副边绕组第一侧的第一侧，和连接到所述耦合感应器中的第二耦合感应器的主感应器第一侧的第二侧；所述耦合感应器中的第二耦合感应器的主感应器，具有在第二相连处连接到所述变压器的副边绕组第二侧的第二侧；所述第一耦合感应器的副感应器串联连接在所述整流器之一与所述第二相连处之间，所述第二耦合感应器的副感应器串联连接在第二个所述整流器与所述第一相连处之间。

9、根据权利要求8的电力转换器，其中所述电力转换器是直流-直流转换器。

10、根据权利要求6的电力转换器，其中所述第一整流器和所述第二整流器是同步整流器。

11、根据权利要求6的电力转换器，其中所述第一整流器和所述第二整流器是二极管。

12、一种电力转换器，包括：

连接到耦合感应器倍流器拓扑的半桥拓扑，所述耦合感应器倍流器包括：

第一整流器和第二整流器；和

第一耦合感应器和第二耦合感应器，每个所述耦合感应器具有主感应器，该主感应器与一副感应器感应耦接，所述第一耦合感应器的副感应器与所述第一整流器和所述第二整流器中的一个串联连接，所述第二耦合感应器的副感应器与所述第一整流器和所述第二整流器中的另一个串联连接。

13、根据权利要求12的电力转换器，其中所述第一耦合感应器和所述第二耦合感应器的每个主感应器都具有第一侧和第二侧，并且串联连接，所述第一耦合感应器的主感应器的第二侧与所述第二耦合感应器的主感应器第一侧相连，所述第一耦合感应器的副感应器串联连接在所述第一整流器与所述第二耦合感应器的主感应器的第二侧之间，所述第二耦合感应器的副感应器串联连接在所述第二整流器与所述第一耦合感应器的主感应器的第一侧之间。

14、一种电力转换器，包括：

通过变压器连接到一副边的主边，所述副边包括连接到耦合感应器倍流器拓扑的半桥拓扑，所述耦合感应器倍流器包括：

第一整流器和第二整流器；和

第一耦合感应器和第二耦合感应器，每个所述耦合感应器具有主感应器，该主感应器与一副感应器感应耦接，所述第一耦合感应器的副感应器与所述第一整流器和所述第二整流器中的一个串联连接，所述第二耦合感应器的副感应器与所述第一整流器和所述第二整流器中的另一个串联连接。

15、根据权利要求14的电力转换器，其中所述第一耦合感应器和所述第二耦合感应器的每个主感应器都具有第一侧和第二侧，并且串联连接，所述第一耦合感应器的主感应器的第二侧与所述第二耦合感应器的主感应器第一侧相连，所述第一耦合感应器的副感应器串联连接在所述第一整流器与所述第二耦合感应器的主感应器的第二侧之间，所述第二耦合感应器的副感应器串联连接在所述第二整流器与所述第一耦合感应器的主感应器的第一侧之间。

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