[發明專利]一種三電平降壓電路及其控制方法

在審

• 申請號: 201910090404.7
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109687713A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 李愛剛;趙龍;張林江;韓旭
• 申請（專利權）人: 上能電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種三電平降壓電路，其特征在于，該電路包括：直流電源DC、輸入母線濾波電容C1、輸入母線濾波電容C2、功率開關管Q1、功率開關管Q2、功率開關管Q1的結電容C3、功率開關管Q2的結電容C4、電容C5、功率二極管D1、功率二極管D2、功率二極管D3、功率二極管D4、升壓電感L1以及電容C6；所述直流電源DC的正極與輸入母線濾波電容C1的一端、功率開關管Q1的集電極連接，直流電源DC的負極與輸入母線濾波電容C2的一端、功率二極管D2的正極、電容C6的一端連接，輸入母線濾波電容C1的另一端與輸入母線濾波電容C2的另一端、功率二極管D3的正極、功率二極管D4的負極連接，功率二極管D3的負極與功率開關管Q1的發射極、電容C5的一端、功率開關管Q2的集電極連接，結電容C3并接在功率開關管Q1的集電極與發射極之間，結電容C4并接在功率開關管Q2的集電極與發射極之間，電容C5的另一端與功率二極管D4的正極、功率二極管D1的正極、功率二極管D2的負極連接，功率二極管D1的負極與功率開關管Q2的發射極、升壓電感L1的一端連接，升壓電感L1的另一端與電容C6的另一端連接。

2.一種三電平降壓電路控制方法，其特征在于，該方法包括：

功率開關管Q1、功率開關管Q2的驅動時序為：每個周期內，初始狀態，功率開關管Q1和功率開關管Q2的門極驅動電壓均為低電平；t1時間段內，功率開關管Q1的門極驅動電壓為高電平、功率開關管Q2的門極驅動電壓為低電平；之后，功率開關管Q1和功率開關管Q2的門極驅動電壓均為高電平；t2時間段內，功率開關管Q1的門極驅動電壓為高電平、功率開關管Q2的門極驅動電壓為低電平；假設總母線電壓為保持不變，該降壓電路在工作的前x周期內，功率二極管D3正極與功率二極管D4負極的結點m點的電位一直降低，假設m點的電位降低至a時，母線中點s電位不再發生變化，始終為a,電容C5兩端的電壓為b，輸出母線濾波電容C2兩端的電壓為a：

一、t1時間段內，功率開關管Q1關斷，功率開關管Q2開通，持續t1時間，電容C5既不充電也不放電，電容C5兩端電壓為b；

二、功率開關管Q1開通，功率開關管Q2開通，電容C5通過功率二極管D4和輸入濾波電容C2這一回路被充電，充電電荷量為△Qc5，電容C5兩端的電壓由b變為a；

三、t2時間段內，功率開關管Q1關斷，功率開關管Q2開通，持續t2時間，電容C5通過功率二極管D2放電，放電電荷量為△Qc5，電壓由原來的a降低至b；

四、功率開關管Q1關斷，功率開關管Q2關斷，電容C5電荷保持不變；

若每個周期內，t1和t2時間段中對輸出母線濾波電容C2的放電電流的平均值為Ic2，則每個周期內對輸出母線濾波電容C2的放電電荷量為△Qc2＝Ic2*(t1+t2)，每個周期內電容C5向總母線充電的電荷量為△Qc5，因為在整個周期內△Qc2＝△Qc5，所以輸出母線中點s電壓保持不變。