三电平整流DC/DC变换器的制作方法

技术特征：

1.一种三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，包含：

一原边电路，接收一输入电压，且包含多个原边开关；

一谐振腔电路，包含谐振电感、谐振电容及一变压器，其中该谐振腔电路的第一原边端及第二原边端电连接于该原边电路，该变压器的原边绕组电连接于该第一原边端与该第二原边端之间，该变压器的副边绕组电连接于该谐振腔电路的第一副边端与第二副边端之间，且该第一原边端与该第二原边端之间的电压为第一电压，该第一副边端与该第二副边端之间的电压为第二电压；以及

一副边电路，包含一飞跨电容、开关桥臂及电容桥臂，其中该开关桥臂包含依序串联连接的第一副边开关、第二副边开关、第三副边开关及第四副边开关，该飞跨电容的两端分别连接于该第一副边开关与该第二副边开关之间的节点和该第三副边开关与该第四副边开关之间的节点，该第二副边开关与该第三副边开关之间的节点连接于该第一副边端；该电容桥臂包含串联连接的第一输出电容及第二输出电容，该第一输出电容与该第二输出电容之间的节点连接于该第二副边端，该电容桥臂的两端分别连接于该开关桥臂的两端，且该电容桥臂的该两端之间的电压为输出电压，

其中，该第一副边开关、该第二副边开关、该第三副边开关及该第四副边开关具有相同的开关频率，该第一电压的连续两个变化周期中共具有两个上升沿及两个下降沿，该第一副边开关及该第二副边开关至少分别在该两个下降沿后的一预设时长内处于导通状态，该第三副边开关及该第四副边开关至少分别在该两个上升沿后的该预设时长内处于导通状态。

2.如权利要求1所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，在该第一电压的该连续两个变化周期中，依序出现第一上升沿、第一下降沿、第二上升沿及第二下降沿，该第一副边开关及该第二副边开关至少分别在该第一下降沿及该第二下降沿后的该预设时长内处于导通状态，该第四副边开关及该第三副边开关至少分别在该第一上升沿及该第二上升沿后的该预设时长内处于导通状态。

3.如权利要求2所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，该第四副边开关、该第一副边开关、该第三副边开关及该第二副边开关的相位依序相差90度。

4.如权利要求2所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，该第一副边开关、该第二副边开关、该第三副边开关及该第四副边开关的该开关频率等于该第一电压的频率的一半。

5.如权利要求1所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，在该第一电压的该连续两个变化周期中，依序出现第一上升沿、第一下降沿、第二上升沿及第二下降沿，该第一副边开关及该第二副边开关至少分别在该第二下降沿及该第一下降沿后的该预设时长内处于导通状态，该第四副边开关及该第三副边开关至少分别在该第一上升沿及该第二上升沿后的该预设时长内处于导通状态。

6.如权利要求5所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，该第二副边开关、该第三副边开关、该第一副边开关及该第四副边开关的相位依序相差90度。

7.如权利要求5所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，该第一副边开关、该第二副边开关、该第三副边开关及该第四副边开关的该开关频率等于该第一电压的频率的一半。

8.如权利要求1所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，该第一副边开关、该第二副边开关、该第三副边开关及该第四副边开关还分别在该第一副边开关、该第二副边开关、该第三副边开关及该第四副边开关处于电流反向流通期间的部分时间段处于导通状态。

9.如权利要求8所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，该第一副边开关、该第二副边开关、该第三副边开关及该第四副边开关的占空比为25％。

10.如权利要求1所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，该第一副边开关、该第二副边开关、该第三副边开关及该第四副边开关还分别在该第一副边开关、该第二副边开关、该第三副边开关及该第四副边开关处于电流反向流通期间的全部时间段处于导通状态。

11.如权利要求10所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，该第一副边开关与该第四副边开关的驱动信号互补，该第二副边开关与该第三副边开关的驱动信号互补。

12.如权利要求1所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，该预设时长是基于该输入电压和该输出电压获得。

13.如权利要求1所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，该原边开关及该副边开关为零电压开通。

14.如权利要求1所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，该第一电压为在半个周期为高电平并且另外半个周期为低电平的方波。

15.如权利要求1所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，该原边电路包含相互并联连接的输入电容、第一桥臂及第二桥臂，该输入电容上的电压为该输入电压，该第一桥臂包含串联连接的第一原边开关及第二原边开关，该第一原边开关与该第二原边开关之间的节点连接于该第二原边端，该第二桥臂包含串联连接的第三原边开关及第四原边开关，该第三原边开关与该第四原边开关之间的节点连接于该第一原边端。

16.如权利要求1所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，该原边电路包含一飞跨电容、第一桥臂及第二桥臂，该第一桥臂的两端之间的电压为该输入电压，且该第一桥臂的该两端分别连接于该第二桥臂的两端，该第一桥臂包含串联连接的第一输入电容及第二输入电容，该第二桥臂包含依序串联连接的第一原边开关、第二原边开关、第三原边开关及第四原边开关，该原边电路的该飞跨电容的两端分别连接于该第一原边开关与该第二原边开关之间的节点和该第三原边开关与该第四原边开关之间的节点，该第二原边开关与该第三原边开关之间的节点连接于该第一原边端，该第一输入电容与该第二输入电容之间的节点连接于该第二原边端。

17.如权利要求1所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，于该谐振腔电路中，该谐振电感、该原边绕组及该谐振电容串联连接于该第一原边端与该第二原边端之间。

18.如权利要求1所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，还包含一控制模块，其中该控制模块架构于通过感测获得分别反映该输入电压、该输出电压及一输出电流的一输入电压信号、一输出电压信号及一输出电流信号，并控制该些原边开关及该些副边开关的运作；该控制模块包含一调节器，该调节器依据该输出电压信号、该输出电流信号、一输出参考电压及一输出参考电流产生一调节信号。

19.如权利要求18所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，该控制模块还包含一压控振荡器及一控制器，该压控振荡器电连接于该调节器，并依据该调节信号产生该多个原边开关的开关频率，该控制器电连接于该压控振荡器，并依据该输入电压信号、该输出电压信号及该多个原边开关的开关频率产生该些副边开关的导通时间。

20.如权利要求18所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，该控制模块还包含一PWM控制器，该PWM控制器电连接于该调节器，并依据该调节信号产生该些原边开关及该些副边开关的驱动信号。

21.如权利要求20所述的三电平整流DC/DC变换器，其特征在于，该多个原边开关的开关频率为固定，且大于该谐振腔电路的谐振频率。

技术总结
本案提供一种三电平整流DC/DC变换器，包含原边电路、谐振腔电路及副边电路。谐振腔电路的两原边端之间的电压为第一电压，两副边端之间的电压为第二电压。副边电路包含飞跨电容、开关桥臂及电容桥臂。开关桥臂包含串联的四个开关。飞跨电容的两端分别连接于第一及第二开关之间和第三及第四开关之间。两副边端分别连接于第二及第三开关之间和电容桥臂的两输出电容之间。在第一电压的连续两个变化周期中，第一及第二开关至少分别在两个下降沿后的预设时长内处于导通状态，第三及第四开关至少分别在两个上升沿后的预设时长内处于导通状态。

技术研发人员：贾民立;孙浩;张弛;章进法;包彼得;
受保护的技术使用者：台达电子企业管理(上海)有限公司;
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2022.03.08