[發明專利]一種電壓泵升多電平裝置

有效

• 申請號: 201110299613.6
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN102324862A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 程明;丁石川;鄒國棠;王政;花為
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02M7/42
• 分類號: H02M7/42;H02M3/07;H02M7/48;H02M1/14
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝

1.一種新型電壓泵升多電平裝置，其特征在于包括直流輸出儲能單元、雙向Buck/Boost電路、部分充放電電路、逆變電路和控制器；所述直流輸出儲能單元后依次連接雙向Buck/Boost電路、部分充放電電路和逆變電路；

1)所述雙向Buck/Boost電路包括電感L、二極管D、以及功率開關器件Sa和Sb；所述功率開關器件Sa和Sb都并聯連接有二極管；

所述Sa連接在直流輸出儲能單元的“+”極與L之間，與Sa并聯的二極管的陰極連接直流輸出儲能單元的“+”極，與Sa并聯的二極管的陽極連接L的第一端；

所述Sb連接在L的第一端與直流輸出儲能單元的“-”極之間，與Sb并聯的二極管的陽極連接直流輸出儲能單元的“-”極，與Sb并聯的二極管的陰極連接L的第一端；

所述D的陰極連接L的第二端，D的陽極連接直流輸出儲能單元的“-”極；

2)所述部分充放電電路包括：

2n個相同功率開關器件作為充放電功率開關器件，設充放電功率開關器件分別為S₁₁、S₁₂、S₂₁、S₂₂……、S_n1、S_n2；每個充放電功率開關器件都并聯二極管，構成充放電功率開關單元；

n-1個相同功率開關器件作為電壓泵升功率開關器件；設電壓泵升功率開關器件分別為S_C1、S_C2……、S_Cn-1：

n個相同電容C₁、C₂……C_n，作為部分充電電容；

n個二極管Dn；

對于任一所述S_n1、S_n2、C_n和Dn，它們構成單元，各個單元之間通過S_Cn-1連接；對于一個單元：S_n1對應的二極管的陽極都連接L的第二端，S_n2對應的二極管的陽極都連接直流輸出儲能單元的“-”極，兩個二極管的陰極通過C_n連接；D_n的陰極連接C_n的一端，S_n2對應的二極管的陰極也連接C_n的該端；

任一C_n的兩端作為該單元與相鄰單元的連接點，S_Cn-1連接相鄰單元的連接點之間；

3)所述逆變電路包括：

4個相同的功率開關單元，每個功率開關單元包括功率開關器件S_o1、S_o2、S_o3和S_o4，每個功率開關器件都和二極管并聯連接；

所述S_o1、S_o3串聯，S_o2、S_o4串聯，S_o1以及S_o2對應的二極管的陰極都連接S₁₁對應二極管的陰極，S_o3以及S_o4對應的二極管的陽極都連接D_n的陽極；

所述控制器的控制信號輸出端分別連接雙向Buck/Boost電路、部分充放電電路和逆變電路中各個功率開關器件的開關控制端；控制器的控制信號輸出端還連接控制直流輸出儲能單元的開關。

2.根據權利要求1所述裝置，其特征是所述直流輸出儲能單元包括直流源和開關，開關連接控制直流源輸出的開關，控制器輸出控制信號控制該開關。

3.根據權利要求1所述裝置，其特征是所述控制器的控制策略是，通過控制直流輸出儲能單元、雙向Buck/Boost電路、部分充放電電路和逆變電路中的功率開關器件，使相應的部分充電電容C_n的充放電周期符合正弦波的需要和輸出電壓頻率的要求，并且，對C_n分m次進行充放電。