[發明專利]一種多電平平衡電路的實現方法和多電平平衡電路

無效

• 申請號: 201110454042.9
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102447395A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 吳坤
• 申請（專利權）人: 深圳麥格米特電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 杜啟剛

[技術領域]

本發明涉及多電平電路，尤其涉及一種多電平平衡電路的實現方法和多電平平衡電路。

[背景技術]

在中高壓電路中，多數常規電容、功率管等元器件或材料的耐壓值有限，無法直接承受中高壓電路的高壓，如直接用在中高壓電路中可靠性性極低，一些能夠直接承受這些高壓的特種器件和特種材料，價格高昂，成本極高。為了解決這一問題，業界大量使用了三電平和多級較低電平電壓串聯的方式，將高壓轉化為多級較低電壓，以便正常使用耐壓級別較低的器件與材料，降低功率管上的電壓、功耗等應力，實現電路設計的可行性、提高可靠性、降低成本等目的。

由于通過多低壓電壓電平串聯組成高壓電路，例如多低壓電容電壓串聯，組成高耐壓的電容組，則必須專門輔助電路，平衡每個低電平單元的電壓，防止任何一個低壓單元電壓失控，特別是防止局部低壓單元的電壓變高，超出該低壓單元的器件電壓承受，損壞低壓器件。

業界有很多方式的多電平電壓平衡電路，例如使用串聯電阻分壓等電路，功耗大，平衡能力弱，或者使用復雜多電平專用均衡電路，電路復雜可靠性低，成本較高，平衡所能提供的功率能力有限。而且這些電壓平衡電路，都難以適應大動態的快速多電壓串聯的平衡。多電平專用均衡電路適應的多電平電壓級數非常有限，一般局限三電平、四電平有限級數，更多級數多電平電路設計越來越復雜，可靠性繼續降低、成本急劇上升。

[發明內容]

本發明要解決的技術問題是提供一種可靠性高，能夠適應大動態快速平衡的多電平平衡電路的實現方法。

本發明另一個要解決的技術問題是提供一種可靠性高，能夠適應大動態快速平衡的多電平平衡電路。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是，一種多電平平衡電路的實現方法，所述的多電平平衡電路采用變壓器原邊繞組輸入，復數個副邊繞組輸出，每個輔邊繞組的輸出整流后接相應的平衡電容，輔邊繞組是正激輸出繞組，通過正激電路動態的電壓與能量補償，維持多電平電路的電壓平衡。

一種多電平平衡電路的技術方案，包括輸入電路、變壓器和復數個平衡電壓輸出電路，所述的變壓器包括原邊繞組和復數個副邊繞組；所述的輸入電路的一端接輸入電源正極，另一端接輸入電源負極；所述的輸入電路包括開關管和與開關管連接的所述變壓器的原邊繞組；每個所述的平衡電壓輸出電路包括整流二極管、平衡電容和1個所述變壓器的副邊繞組，所述的副邊繞組與整流二極管串聯后接平衡電壓輸出電路的輸出端，所述平衡電容的兩端分別接平衡電壓輸出電路的兩個輸出端；所述的輔邊繞組是正激輸出繞組，輔邊繞組與變壓器原邊繞組的同名端接平衡電容的正極。

以上所述的多電平平衡電路，所述的平衡電壓輸出電路包括限流電阻，所述的副邊繞組與整流二極管、限流電阻串聯后接平衡電壓輸出電路的輸出端。

以上所述的多電平平衡電路，每個所述的平衡電壓輸出電路包括限流電感和續流二極管，所述限流電感的一端接整流二極管的陰極，限流電感的另一端接所述平衡電壓輸出電路的第一輸出端；續流二極管的陽極接副邊繞組的第二端，續流二極管的陰極接整流二極管的陰極。

以上所述的多電平平衡電路，各平衡電壓輸出電路的平衡電容按極性依次串聯，串聯形成的平衡電容串聯電路的正極端接輸入電源正極，平衡電容串聯電路的負極端接輸入電源負極。

以上所述的多電平平衡電路，所述的開關管與所述變壓器的原邊繞組串接。

以上所述的多電平平衡電路，包括第一諧振電容和第二諧振電容，所述的開關管包括第一開關管和第二開關管；第一開關管與第二開關管串聯后接輸入電源的正負極，第一諧振電容和第二諧振電容串聯后接輸入電源的正負極；變壓器原邊繞組的第一端接第一開關管和第二開關管之間的連接點，第二端接第一諧振電容和第二諧振電容之間的連接點。

以上所述的多電平平衡電路，所述的開關管為4個，4個開關管構成全橋電路，全橋電路的輸入端接輸入電源的正負極，輸出端接變壓器的原邊繞組。

以上所述的多電平平衡電路，包括反激電路，所述的反激電路包括反激輔助繞組和二極管，所述的反激輔助繞組通過變壓器鐵芯與變壓器原邊繞組耦合，反激輔助繞組的匝數等于變壓器原邊繞組的匝數，反激輔助繞組的第一端是變壓器原邊繞組正極端的同名端；反激輔助繞組的第二端接二極管的陽極，二極管的陰極接輸入電源正極，反激輔助繞組的第一端接輸入電源負極。

本發明多電平平衡電路結構簡單、可靠性高，較好地解決大電流、大動態、大功率時的多電平平衡，并可以解決任意電平的多電平平衡。

[附圖說明]