[发明专利]飞跨电容的电压平衡控制装置与电压平衡控制方法

权利要求书

1.一种飞跨电容的电压平衡控制装置，适用于一飞跨电容多电平变换电路，其中该飞跨电容多电平变换电路包含多个飞跨电容、从一直流正极依次串接到一直流负极的偶数个开关和与该偶数个开关所串接的一中间点连接的一滤波电感，每一该飞跨电容的两端是分别跨接至串接该中间点两侧的对应相邻两个开关的连接点，且多个所述开关是以相同的开关周期运作，该电压平衡控制装置包含：

一控制信号处理单元，是对应多个所述开关的个数而生成多个控制信号，以分别控制多个所述开关的切换；

一电压电流检测单元，用以检测所述多个飞跨电容所对应的多个电压值而输出一第一检测结果，并检测该飞跨电容多电平变换电路的状态而输出一第二检测结果；

一电容电压平衡控制单元，是接收该第一检测结果，用以将该第一检测结果所反映的每一该电压值与对应的该飞跨电容的一期望电压值作比较而产生多个比较结果，并将每一该比较结果转换成对应的一第一占空比差值；

一电流方向预估单元，是从该第一检测结果获得任一所选该飞跨电容的该电压值，并接收一反馈信号，藉以于每一调节周期时计算出一电流方向调节信号，其中该反馈信号是与所选该飞跨电容的相邻两个该开关所分别对应的两个占空比信号的差值存在相关性，且其中该调节周期为该开关周期的整数倍；以及

一运算单元，是将该电流方向调节信号与多个该第一占空比差值作相乘及/或相除运算，而产生对应的多个第二占空比差值；

其中，该控制信号处理单元是接收一参考值、该第二检测结果及所述多个第二占空比差值而对应产生所述多个控制信号，以使每一该飞跨电容的该电压值维持于对应的该期望电压值。

2.如权利要求1所述的电压平衡控制装置，其中该电容电压平衡控制单元还包含：

一电压反馈运算单元，是接收该第一检测结果，且将该第一检测结果所反映的每一该电压值与对应的该飞跨电容的该期望电压值作比较而产生对应的该比较结果，并根据每一该比较结果而产生对应的一电压误差值；以及

一电压误差转换控制单元，接收多个所述电压误差值，并转换成对应的多个所述第一占空比差值。

3.如权利要求2的所述的电压平衡控制装置，其中该电压误差转换控制单元为一数字PID控制单元或一滞环控制单元。

4.如权利要求1的所述的电压平衡控制装置，其中该控制信号处理单元还包含：

一控制信号运算单元，是接收反映该飞跨电容多电平变换电路的状态的该第二检测结果，并将该第二检测结果与该参考值作比较，以将比较结果转换成一初始占空比信号；

一占空比修正单元，是接收该初始占空比信号和所述多个第二占空比差值，以根据该初始占空比信号和每一该第二占空比差值而输出多个占空比信号；以及

一脉冲驱动单元，是接收所述多个占空比信号，并对应转换成所述多个控制信号，以分别控制多个所述开关的切换。

5.如权利要求1的所述的电压平衡控制装置，其中该电流方向预估单元所接收的该反馈信号为所选该飞跨电容的相邻两个该开关所分别对应的两个该占空比信号的差值。

6.如权利要求5的所述的电压平衡控制装置，其中该电流方向预估单元还包含：

一电压差运算单元，是从该第一检测结果获得所选该飞跨电容的该电压值，并将所选该飞跨电容的该电压值与所选该飞跨电容于前一该调节周期时所反映的该电压值作比较，以产生一电压差值；

一占空比差值运算单元，是接收所选该飞跨电容的相邻两个开关的该两个该占空比信号，并于每一该开关周期中比较两个该占空比信号而产生一第三占空比差值，且将该调节周期内的所有该开关周期的该第三占空比差值作平均或累计运算并输出一第一运算结果；以及

一符号运算单元，是将该电压差值与该第一运算结果相乘及/或相除而得到一第二运算结果，取该第二运算结果的符号以输出该电流方向调节信号。

7.如权利要求1的所述的电压平衡控制装置，其中该电流方向预估单元所接收的该反馈信号为所选该飞跨电容的该第一占空比差值。