[發(fā)明專利]具有三個輸入源的中間電容式升壓型直流變換器及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810111655.4
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108306507B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高峰;劉家欣
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/32;H02M1/12;H02M1/44
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

1.一種具有三個輸入源的中間電容式升壓型直流變換器，其特征是，包括第一輸入電源、第二輸入電源、第三輸入電源、由第一輸入電容、第一輸出電容、第一可控功率開關(guān)、第一儲能電感和第一功率二極管組成的Ⅰ級buck-boost電路、由第二輸入電容、第一輸出電容、第二可控功率開關(guān)、第二儲能電感和第二功率二極管組成的Ⅱ級buck-boost電路、由第三輸入電容、第二輸出電容、第三可控功率開關(guān)、第三儲能電感和第三功率二極管組成的Ⅲ級buck-boost電路和由第四輸入電容、第二輸出電容、第四可控功率開關(guān)、第四儲能電感和第四功率二極管組成的Ⅳ級buck-boost電路；

所述第一輸入電容與所述第一輸入電源并聯(lián)，所述第一輸入電容、第一輸出電容、第二輸入電容、第三輸入電容、第二輸出電容和第四輸入電容依次串聯(lián)連接；所述第二輸入電源的正極與第一輸出電容和第二輸入電容的連接點連接，所述第二輸入電源的負(fù)極與第三輸入電容和第二輸出電容的連接點連接，所述第四輸入電容與所述第三輸入電源并聯(lián)，所述I級buck-boost電路控制所述第一輸入電源向所述第一輸出電容傳輸能量，所述Ⅳ級buck-boost電路控制所述第三輸入電源向所述第二輸出電容傳輸能量，所述Ⅱ級buck-boost電路和Ⅲ級buck-boost電路控制所述第二輸入電源分配給所述第一輸出電容和第二輸出電容能量的大小，平衡直流變換器輸出電壓；

所述Ⅰ級buck-boost電路中，所述第一可控功率開關(guān)的集電極與第一輸入電容和第一輸入電源的正極的連接點連接，所述第一儲能電感的一端與第一輸入電容和第一輸出電容的連接點連接，另一端分別與所述第一可控功率開關(guān)的發(fā)射極和所述第一功率二級管的陰極連接，所述第一功率二級管的陽極與所述第一輸出電容和第二輸入電容的連接點連接；

所述Ⅱ級buck-boost電路中，所述第二儲能電感的一端與所述第一輸出電容和第二輸入電容的連接點連接，另一端分別與所述第二可控功率開關(guān)的集電極和所述第二功率二極管的陽極連接，所述第二功率二極管的陰極與所述第一輸入電容和第一輸出電容的連接點連接，所述第二可控功率開關(guān)的發(fā)射極與第二輸入電容和第三輸入電容的連接點連接；

所述Ⅲ級buck-boost電路中，所述第三可控功率開關(guān)的集電極與所述第二輸入電容和第三輸入電容的連接點連接，所述第三儲能電感的一端與所述第三輸入電容和第二輸出電容的連接點連接，另一端分別與所述第三可控功率開關(guān)的發(fā)射極和所述第三功率二極管的陰極連接，所述第三功率二極管的陽極與第二輸出電容和第四輸入電容的連接點連接；

所述Ⅳ級buck-boost電路中，所述第四儲能電感的一端與所述第二輸出電容和第四輸入電容的連接點連接，另一端分別與所述第四可控功率開關(guān)的集電極和所述第四功率二極管的陽極連接，所述第四功率二極管的陰極與所述第三輸入電容和第二輸出電容的連接點連接，所述第四可控功率開關(guān)的發(fā)射極與第四輸入電容和第三輸入電源的負(fù)極的連接點連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有三個輸入源的中間電容式升壓型直流變換器，其特征是，所述第一輸入電容和第一輸入電源的正極的連接點為直流變換器的正極，所述第四輸入電容和第三輸入電源的負(fù)極的連接點為直流變換器的負(fù)極，所述第二輸入電容和第三輸入電容的連接點為直流變換器的中性點，從所述直流變換器的中性點引出中性線，其后級連接直流負(fù)載、兩電平逆變器或三電平逆變器。

3.如權(quán)利要求1-2中任一項所述的具有三個輸入源的中間電容式升壓型直流變換器的控制方法，其特征是，所述方法包括：

采集所述第一輸入電源的正極和第一輸入電容的連接點與所述直流變換器的中性點之間的輸出電壓V₁，所述第三輸入電源的負(fù)極和第四輸入電容的連接點與所述直流變換器的中性點之間的輸出電壓V₂；

比較所述輸出電壓V₁與所述輸出電壓V₂是否存在電壓差，若存在電壓差，則調(diào)節(jié)第二可控功率開關(guān)和第三可控功率開關(guān)的占空比d₂和d₃，平衡兩個輸出電壓，使輸出電壓滿足V₁＝V₂。