,由m個直流均壓電容(C;,Cn。……,C2,C1)自上而下依次串聯組成的直流均壓電容組兩端作為高壓輸入端,第j直流均壓電容(C,)兩端作為低壓輸出端。在m-j個直流均壓電容((;,(:“,……,Cj+2,Cj+1)和直流均壓電容(Cj)中,能量是由高電位電容向低電位電容依次傳輸的,和直流均壓電容(Cj)上方的m-j個直流均壓電容(C;,Cn ……,Cj+2,Cj+1)相連的m-j個一類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-Ι),只給第一開關橋臂(SpS2)互補的脈沖驅動信號,第二開關橋臂(S3,S4)只應用其反并聯二極管;在j-1個直流均壓電容(Cj Cj 2,……,C2,C1)和直流均壓電容(Cj)中,能量是由低電位電容向高電位電容依次傳輸的,和直流均壓電容(Cj)下方的j-Ι個直流均壓電容(Cj Cj 2,……,C2,C1)相連的j-Ι個一類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-Ι),只給第二開關橋臂(S3,S4)互補的脈沖驅動信號,第一開關橋臂(SpS2)只應用其反并聯二極管。
[0103]圖6為本發明二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元連接在相鄰直流均壓電容之間的m+1電平的直流升壓變換器結構示意圖。
[0104]第j直流均壓電容(C,)兩端作為低壓輸入端,由m個直流均壓電容((;,(:“,……,C2, C1)自上而下依次串聯組成的直流均壓電容組兩端作為高壓輸出端。
[0105]在m-j個直流均壓電容(Cn^Cnil,……,Cj+2,Cj+1)和直流均壓電容(Cj)中,能量是由低電位電容向高電位電容依次傳輸的,因此在第j直流均壓電容(Cj)上方的m-j個直流均壓電容(Cm,Cn ……,Cj+2,Cj+1)中,m-j個直流均壓電容(Cm,Cn ……,Cj+2,Cj+1)的正負接線端子分別和m-j個三類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-3)第一端口(P1)的正負接線端子相連,m-j個三類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-3)第二端口(P2)的正負接線端子分別和m-j個與第一端口(P1)相鄰并且電位比第一端口(P1)更低的直流均壓電容相連;
[0106]在j-Ι個直流均壓電容(Cj !,Cj 2,……,C^C1)和直流均壓電容(Cj)中,能量是由高電位電容向低電位電容依次傳輸的,因此在第j直流均壓電容(Cj)下方的j-Ι個直流均壓電容(CjCj 2,……,C2,C1)中,j-Ι個直流均壓電容(Cj Cj 2,……,C2,C1)的正負接線端子分別和j-ι個二類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-2)第二端口(P2)的正負接線端子相連,j-Ι個二類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-2)第一端口(P1)的正負接線端子分別和j-1個與第二端口(P2)相鄰并且電位比第二端口(P2)更高的直流均壓電容相連。
[0107]該變換器可實現m倍比的升壓變換,并且實現各直流均壓電容電壓自平衡。
[0108]圖7為本發明二端口DC-DC諧振軟開關變換單元連接在相鄰直流均壓電容之間的m+1電平的直流降壓變換器結構示意圖。
[0109]由m個直流均壓電容((;,(:“,……,C2A1)自上而下依次串聯組成的直流均壓電容組兩端作為高壓輸入端,第j直流均壓電容(C,)兩端作為低壓輸出端。
[0110]在m-j個直流均壓電容(Cn^Cnil,……,Cj+2,Cj+1)和直流均壓電容(Cj)中,能量是由高電位電容向低電位電容依次傳輸的,因此在第j直流均壓電容(Cj)上方的m-j個直流均壓電容(Cm,Cn ……,Cj+2,Cj+1)中,m-j個直流均壓電容(Cm,Cn ……,Cj+2,Cj+1)的正負接線端子分別和m-j個二類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-2)第一端口(P1)的正負接線端子相連,m-j個二類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-2)第二端口(P2)的正負接線端子分別和m-j個與第一端口(P1)相鄰并且電位比第一端口(P1)更低的直流均壓電容相連;
[0111]在j-1個直流均壓電容(Cj !,Cj 2,……,C^C1)和直流均壓電容(Cj)中,能量是由低電位電容向高電位電容依次傳輸的,因此在第j直流均壓電容(Cj)下方的j-Ι個直流均壓電容(CjCj 2,……,C2,C1)中,j-Ι個直流均壓電容(Cj Cj 2,……,C2,C1)的正負接線端子分別和j-ι個三類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-3)第二端口(P2)的正負接線端子相連,j-Ι個三類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-3)第一端口(P1)的正負接線端子分別和j-1個與第二端口(P2)相鄰并且電位比第二端口(P2)更高的直流均壓電容相連。
[0112]該變換器可實現m倍比的降壓變換,并且實現各直流均壓電容電壓自平衡。
[0113]上述變換器不管是工作在升壓變換還是降壓變換,所有直流均壓電容都能實現電壓自動平衡。并且為使輸入和輸出電源或負載的中點電位盡量與所述電容組的中點電位一致,因盡量使作為低壓輸出(輸入)端的第j直流均壓電容(Cj)處在m個直流均壓電容(Cn, Cn ……,CyC1)的中間。
[0114]圖8為本發明二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元跨過一個直流均壓電容連接在相隔直流均壓電容之間的m+1電平的直流高低電壓雙向變換器結構示意圖。
[0115]由m個直流均壓電容(Cl^Cnil,……,C2J1)自上而下依次串聯組成的直流均壓電容組兩端作為高壓輸入(輸出)端,第I直流均壓電容(C1)兩端作為低壓輸出(輸入)端。
[0116]m-Ι個直流均壓電容((;,(;i,……,C2)的正負接線端子分別和m-Ι個一類二端口DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-Ι)第一端口(P1)的正負接線端子相連,m_l個一類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-Ι)第二端口(P2)的正負接線端子分別跨過一個直流均壓電容和相隔的并且電位比第一端口(P1)更低的直流均壓電容相連(注:最后一個和第2直流均電容(C2)相連的一類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-1)并未跨接)。該變換器可實現m倍比的高低壓雙向變換,并且實現各直流均壓電容電壓自平衡。
[0117]圖9為本發明相鄰直流均壓電容之間連接有2個二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元的m+1電平的直流高低電壓雙向變換器結構示意圖。
[0118]由m個直流均壓電容(Cl^Cnil,……,C2J1)自上而下依次串聯組成的直流均壓電容組兩端作為高壓輸入(輸出)端,第I直流均壓電容(C1)兩端作為低壓輸出(輸入)端。
[0119]在m-Ι個直流均壓電容(C;,Cnl,……,Cu2)中,每個直流均壓電容的正負接線端子同時和2個一類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-Ι)第一端口(P1)的正負接線端子相連,2個一類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-Ι)第二端口(P2)的正負接線端子同時和相鄰的并且電位比第一端口(P1)更低的直流均壓電容相連。該變換器可實現m+1倍比的直流降壓變換和所有直流均壓電容電壓自平衡,并且2個一類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-Ι)可均分兩個相鄰直流均壓電容之間傳輸的能量。
[0120]圖10為本發明輸出(輸入)電壓為3倍直流均壓電容電壓的m+1電平的直流高低電壓雙向變換器結構示意圖。
[0121]由m個直流均壓電容((;,(:“,……,C2A1)自上而下依次串聯組成的直流均壓電容組兩端作為高壓輸入(輸出)端,3個直流均壓電容(C]+1,Cj, Cj J依次串聯后的兩端作為低壓輸出(輸入)端。
[0122]圖10所示方案的其它結構和圖5所示的本發明二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元連接在相鄰直流均壓電容之間的m+1電平的高低電壓雙向變換器結構完全一樣。該變換器可實現m/3倍比的高低壓雙向變換,并且實現各直流均壓電容電壓自平衡。
[0123]當該變換器實現m/3倍比升壓變換時,3個直流均壓電容(Cj+1,Cj, Cj J依次串聯后的兩端作為低壓輸入端,由m個直流均壓電容(C;,Cn i,……,C2, C1)自上而下依次串聯組成的直流均壓電容組兩端作為高壓輸出端。和輸入端上方的m-j-Ι個直流均壓電容(C;,Cn ……,Cj+3,Cj+2)相連的m-j-1個一類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-1)可由m-j-Ι個三類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-3)替換,和輸入端下方的j-2個直流均壓電容(CpC2,……,Cj ^Cj 2)相連的j-2個一類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-Ι)可由j_2個二類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-2)替換。而和輸入端子之間的3個直流均壓電容(Cj+1,Cj, Cj i)相連的2個二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元只能采用一類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-Ι) ο
[0124]當該變換器實現m/3倍比降壓變換時,由m個直流均壓電容((;,(;p……,(^C1)自上而下依次串聯組成的直流均壓電容組兩端作為高壓輸入端,3個直流均壓電容(C]+1,Cj, Cj1)依次串聯后的兩端作為低壓輸出端。和輸出端上方的m-j-Ι個直流均壓電容(C;,Cn ……,Cj+3,Cj+2)相連的m-j-1個一類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-1)可由m-j-1個二類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-2)替換,和輸出端下方的j-2個直流均壓電容(CpC2,……,Cj ^Cj 2)相連的j-2個一類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-Ι)可由j_2個三類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-3)替換。而和輸出端子之間的3個直流均壓電容(Cj+1,Cj, Cj i)相連的2個二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元只能采用一類二端口 DC-DC諧振軟開關變換單元(DCRS cell-Ι) ο
[0125]圖11為本發明兩路輸入(輸出)電源(負載)和單路輸出(輸入)負載(電源)的m+1電平的直流高低壓雙向變換器結構示意圖。
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