[發(fā)明專利]一種多態(tài)三電平升壓電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410364390.0
• 申請(qǐng)日: 2014-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN105322796B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武志賢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/28
• 分類號(hào): H02M3/28
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司44217
• 代理人: 高占元,周嬌嬌

1.一種多態(tài)三電平升壓電路，包括：直流電壓源、第一升壓電感、第二升壓電感、第一母線電容、第二母線電容和控制器；所述第一母線電容和第二母線電容串聯(lián)在所述多態(tài)三電平升壓電路的第一主輸出端和第二主輸出端之間；

其特征在于，所述多態(tài)三電平升壓電路還包括：第一多態(tài)開關(guān)和第二多態(tài)開關(guān)；直流電壓源的正輸出端通過第一升壓電感連接至所述第一多態(tài)開關(guān)的第一端；所述第一多態(tài)開關(guān)的第三端連接至所述第一主輸出端；所述直流電壓源的負(fù)輸出端通過第二升壓電感連接至所述第二多態(tài)開關(guān)的第一端；所述第二多態(tài)開關(guān)的第三端連接至所述第二主輸出端；所述第一多態(tài)開關(guān)和第二多態(tài)開關(guān)的第二端均連接至兩個(gè)母線電容的中點(diǎn)；

其中，第一多態(tài)開關(guān)和第二多態(tài)開關(guān)的橋臂均受控于所述控制器，根據(jù)各個(gè)橋臂導(dǎo)通狀態(tài)的不同形成多個(gè)開關(guān)模態(tài)，使所述多態(tài)三電平升壓電路呈現(xiàn)三電平。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多態(tài)三電平升壓電路，其特征在于，所述多態(tài)三電平升壓電路為三態(tài)三電平升壓電路，所述第一多態(tài)開關(guān)和第二多態(tài)開關(guān)采用包含以下元件的多態(tài)開關(guān)：

變壓器，所述變壓器的原邊的同名端和副邊的異名端相連作為多態(tài)開關(guān)的第一端；且所述變壓器的原邊和副邊的匝數(shù)相等；

兩個(gè)整流元件，分別連接在所述變壓器的原邊的異名端與多態(tài)開關(guān)的第三端之間，以及在所述變壓器的副邊的同名端與多態(tài)開關(guān)的第三端之間；

兩個(gè)開關(guān)元件，分別連接在所述變壓器的原邊的異名端與多態(tài)開關(guān)的第二端之間，以及在所述變壓器的副邊的同名端與多態(tài)開關(guān)的第二端之間；每個(gè)開關(guān)元件構(gòu)成一個(gè)橋臂，均受控于所述控制器；

兩個(gè)多態(tài)開關(guān)均僅導(dǎo)通一個(gè)橋臂時(shí)構(gòu)成所述多態(tài)三電平升壓電路的第一開關(guān)模態(tài)；兩個(gè)多態(tài)開關(guān)的兩個(gè)橋臂均導(dǎo)通構(gòu)成所述多態(tài)三電平升壓電路的第二開關(guān)模態(tài)；兩個(gè)多態(tài)開關(guān)的兩個(gè)橋臂均斷開時(shí)構(gòu)成所述多態(tài)三電平升壓電路的第三開關(guān)模態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多態(tài)三電平升壓電路，其特征在于，所述多態(tài)三電平升壓電路為N+1個(gè)開關(guān)模態(tài)，其中N為大于2的整數(shù)；所述第一多態(tài)開關(guān)和第二多態(tài)開關(guān)采用包括以下元件的多態(tài)開關(guān)：

具有N個(gè)繞組的變壓器，所述變壓器的副邊N個(gè)繞組的同名端和異名端首尾相連構(gòu)成閉合等邊多邊形，且所述變壓器的原邊與副邊繞組的匝數(shù)相等；所述變壓器的原邊N個(gè)繞組的同名端相連作為多態(tài)開關(guān)的第一端；

N個(gè)整流元件，分別連接在所述變壓器的原邊N個(gè)繞組的異名端與多態(tài)開關(guān)的第三端之間；

N個(gè)開關(guān)元件，分別連接在所述變壓器的原邊N個(gè)繞組的異名端與多態(tài)開關(guān)的第二端之間；每個(gè)開關(guān)元件構(gòu)成一個(gè)橋臂，受控于所述控制器；

兩個(gè)多態(tài)開關(guān)均有1至N-1個(gè)橋臂導(dǎo)通時(shí)形成所述多態(tài)三電平升壓電路的第1至N-1開關(guān)模態(tài)；兩個(gè)多態(tài)開關(guān)的N個(gè)橋臂均導(dǎo)通形成所述多態(tài)三電平升壓電路的第N開關(guān)模態(tài)；兩個(gè)多態(tài)開關(guān)的N個(gè)橋臂均斷開時(shí)形成所述多態(tài)三電平升壓電路的第N+1開關(guān)模態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的多態(tài)三電平升壓電路，其特征在于，所述第一升壓電感和所述第一多態(tài)開關(guān)的變壓器采用第一集成變壓器實(shí)現(xiàn)，所述第二升壓電感和所述第二多態(tài)開關(guān)的變壓器采用第二集成變壓器實(shí)現(xiàn)；所述第一集成變壓器和第二集成變壓器的原副邊耦合系數(shù)的大小由電路所需的電流紋波大小決定。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的多態(tài)三電平升壓電路，其特征在于，所述多態(tài)開關(guān)中橋臂的開關(guān)元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)移相的角度為

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多態(tài)三電平升壓電路，其特征在于，所述多態(tài)三電平升壓電路還包括位于輸入端的濾波器，用于對(duì)共模噪聲和差模噪聲進(jìn)行濾波。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多態(tài)三電平升壓電路，其特征在于，所述開關(guān)元件為金屬-氧化層半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管、隔離柵雙極晶體管、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管、集成門極換流晶閘管、場(chǎng)控晶閘管或絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。