谐振式双向开关电容变换器

夏守行; 朱飒飒; 白若琦; 宋建伟

doi:10.12263/DZXB.20200343

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谐振式双向开关电容变换器

科研通信 | 更新时间：2025-12-08

- 谐振式双向开关电容变换器
- Bidirectional Switched-Capacitor Converter Based on Resonance
- 电子学报 2021年49卷第10期页码：2061-2068
- 作者机构：
  
  温州科技职业学院信息技术学院，浙江温州 325006
- 作者简介：
  
  [ "夏守行（通信作者）男，1969年11月出生，浙江温州人.2001年毕业于浙江师范大学获计算机科学专业学士学位，2010年获华中科技大学软件工程专业硕士学位，现为温州科技职业学院信息技术学院副教授，主要研究方向为电力电子拓扑与控制. E-mail:xiasing3@163.com" ]
  [ "朱飒飒女，1982年8月出生，河南许昌人.2008年毕业于江南大学获控制理论与控制工程专业硕士学位，现为温州科技职业学院信息技术学院讲师，主要研究方向为传感器技术与应用、电子电路设计等. E-mail:123069291@qq.com" ]
- 基金信息：
- DOI：10.12263/DZXB.20200343
  中图分类号： TM46;
- 收稿：2020-04-07，
  
  修回：2020-09-04，
  
  纸质出版：2021-10-25
- 稿件说明：
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夏守行,朱飒飒,白若琦等.谐振式双向开关电容变换器[J].电子学报,2021,49(10):2061-2068.

XIA Shou-xing,ZHU Sa-sa,BAI Ruo-qi,et al.Bidirectional Switched-Capacitor Converter Based on Resonance[J].ACTA ELECTRONICA SINICA,2021,49(10):2061-2068.
夏守行,朱飒飒,白若琦等.谐振式双向开关电容变换器[J].电子学报,2021,49(10):2061-2068. DOI： 10.12263/DZXB.20200343.

XIA Shou-xing,ZHU Sa-sa,BAI Ruo-qi,et al.Bidirectional Switched-Capacitor Converter Based on Resonance[J].ACTA ELECTRONICA SINICA,2021,49(10):2061-2068. DOI： 10.12263/DZXB.20200343.

摘要

根据串联电容逐个充电升压、逐个取电降压的原理，提出一种新型谐振式双向开关电容变换器.谐振电感仅为一只参数很小的电感，且无须添加辅助器件，即能完成全电路的软开关.在不改变工作方式下，实现了实时双向的电能传输，传输方向仅取决于高压端和低压端的电压值.由RLC 电路谐振规律和等电量方法解得充电平均电流、传输功率、输出电压和变换效率的数学表达式.最后通过MATLAB/Simulink仿真和制作样机，进行单向模式和双向模式的实验，验证了本方案的正确性.

Abstract

Based on the theory of charge voltage boost and discharge voltage buck successively for series capacitors

this paper proposes a new type of resonant bidirectional switched capacitor converter. A tiny parameter resonant inductance will comply soft-switching in the whole circuit without any other additional component. The real-time bidirectional power transmission can be implemented without the operation mode change

and the transmission direction only depends on the voltage values at the high and low ends. The mathematical expression of average charging current、 transmitted power、 output voltage and conversion efficiency can be achieved based on the resonance law of RLC circuit and the isoelectric quantity method. Finally

through the MATLAB/Simulink simulation and designed prototype

the validity of the proposal had been verified by the experiments in unidirectional and bidirectional modes.

关键词

Keywords

references

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