Page 37 - 电力与能源2024年第三期

付腾腾，等：基于分数阶模型的 Dickson 型开关电容变换器时域特性分析 311

器 C 1。同时，通过电路中的相应开关管和二极管， 化。开关管 Q p 导通后，C O 的负电压通过 Q p 流入电
U in 的正电压也分别流入与 C 2 和 C 3 相连的电容器， 路中的第一个电容器 C 1 和与其相连的电容器 C 2。
以此类推。每个充电单元都将 U in 的能量转移到 同时，通过电路中的相应开关管和二极管，C O 的
与其相连的电容器中，实现能量的存储。 负电压也分别流入与 C 3 和 C 4 相连的电容器，以此
α
- v C O) （7） 类推。每个放电单元都将存储在电容器中的能量
d v C 1
dt α = a 1(U in - v C 1 释放出来，实现能量的转移和输出。
α
d v C O 1 2n - 1 ) j α
= a 0(U in - v C 1) + ] - 1
dt α 2 a O∑ j = 2 [(-1 v C j d v C 1 = 2 a 1( - v C 1 + v C 2 + v C O) （11）
α
dt
é ê ê 1 1 ù ú ú
ê ê a 0 + a 0(n - 1) + ú ú v C O （8） ...
ë 2 C O R O û
α
d v C o 1 j
1 + 2n - 2 ) ] -
a i = ( i = 1，2，3，…，n ) （9） dt α = a 0 v C 2n - 1 2 a O∑ j = 2 [(-1 v C j
C i R eq （12）
é ê ê 1 1 ù ú ú
1 ê ê a 0 + a 0(n - 1) + ú ú v C o
a O = （10） ë 2 C O R O û
C O R eq
N（2n）倍降压型 Dickson 型 SCCs 分数阶电路
N（2n）倍降压型 Dickson 型 SCCs 分数阶电路
放电模态等效模型如图 6 所示。在单元 1 中，C O
充电模态等效模型如图 5 所示。在单元 1 中，U in
的负电压通过开关管 Q p 流入 C 1 和 C 2，同时通过二
的正电压通过开关管 Q s 流入 C 1，同时通过二极管
极管和开关管的切换，C O 的负电压也流入 C 3 和
和 开 关 管 的 切 换 ，U in 的 正 电 压 也 流 入 C 2 和 C 3。
C 4。C 1 和 C 2 上存储的能量被释放出来，通过输出
C 1，C 2 和 C 3 都被充电，储存了 U in 的能量。在单元
端口输出。在单元 2 中，C O 的负电压通过开关管
2 中，U in 的正电压通过开关管 Q s 流入 C 1，同时通
Q p 流入 C 3 和 C 4，同时通过二极管和开关管的切
过二极管和开关管的切换，U in 的正电压也流入 C 4
换，C O 的负电压也流入 C 5 和 C 6。C 3 和 C 4 上存储的
和 C 5。C 1，C 4 和 C 5 都被充电，储存了 U in 的能量。
能量被释放出来，通过输出端口输出。以此类推，
以此类推，每个充电单元都按照相同的原理将 U in
的能量转移到与其相连的电容器中。在最后一个 每个放电单元都按照相同的原理将存储在电容器
单元（n+1）中，U in 的正电压通过开关管 Q s 流入与 中的能量释放出来，实现输出电压的变化。在最
C O 和 R O 并联的支路，同时通过二极管和开关管的 后一个单元 n 中，C O 的负电压通过开关管 Q p 流入
切换，U in 的正电压也流入 C O 和 R O。C O 和 R O 都被 R O，同时通过二极管和开关管的切换，C O 的负电

充电，储存了 U in 的能量。 压 也 流 入 C O 和 R O。 R O 上 存 储 的 能 量 被 释 放 出
来，通过输出端口输出。

图 5 N（2n）倍降压型 Dickson 型 SCC 分数阶电路 图 6 N（2n）倍降压型 Dickson 型 SCC 分数阶电路
充电模态等效模型 放电模态等效模型
（2）模态Ⅱ：放电阶段 对 于 奇 数 N（2n+1）倍 降 压 型 Dickson 型
在模态Ⅱ中，放电阶段的目标是将存储在各 SCCs 分数阶电路，此部分与上述内容类似，不再
个电容器中的能量释放出来，实现输出电压的变 进行赘述。