[发明专利]高升压比悬浮交错三电平DC/DC变换器及其控制方法

权利要求书

1.一种高升压比悬浮交错三电平DC/DC变换器，其特征在于：包括一个直流输入电源(U_in)、第一升压电感(L₁、)第二升压电感(L₂、)四个开关管(S₁、S₂、S₃、S₄)、四个单向整流二极管(D₁、D₂、D₃、D₄)、第一输出电容(C₁)、第二输出电容(C₂)、第一飞跨电容(C_b1)和第二飞跨电容(C_b2)，悬浮交错三电平变换器上下为结构对称；具体连接方式为：第一升压电感(L₁)的一端与输入电源(U_in)的正极连接，第一升压电感(L₁)的另一端与第一开关管(S₁)的集电极连接，同时连接到第二二极管(D₂)的阳极，输入电源(U_in)的负极和第二开关管(S₂)的发射极连接，同时连接到输出电容(C₁)的一端；第二升压电感(L₂)的一端与输入电源(U_in)的负极连接，第二升压电感(L₂)的另一端与第四开关管(S₄)的发射极连接，同时连接到第二二极管(D₂)的阴极，输入电源(U_in)的正极和第三开关管(S₃)的集电极连接，同时连接到输出电容(C₂)的一端；第一开关管(S₁)的集电极分别连接到第一升压电感(L₁)的一端和第二二极管(D₂)的阳极，第一开关管(S₁)的发射极和第二开关管(S₂)的集电极连接，同时连接到第一飞跨电容(C_b1)的一端，第四开关管(S₄)的集电极分别连接到第三开关管(S₃)的发射极和第二飞跨电容(C_b2)的一端，第四开关管(S₄)的发射极分别连接到第二升压电感(L₂)的一端和第三二极管(D₃)的阴极；第一飞跨电容(C_b1)的一端分别连接到第一二极管(D₁)的阳极和第二二极管(D₂)的阴极，第一飞跨电容(C_b1)的另一端分别连接到第一开关管(S₁)的发射极和第二开关管(S₂)的集电极，第二飞跨电容(C_b2)的一端分别连接到第三二极管(D₃)的阳极和第四二极管(D₄)的阴极，第二飞跨电容(C_b2)的另一端分别连接到第三开关管(S₃)的发射极和第四开关管(S₄)的集电极，第一输出电容(C₁)的一端分别连接到第一二极管(D₁)的阴极和输出端的正极，第一输出电容(C₁)的另一端分别连接到第二开关管(S₂)的发射极和输入电源的负极，第二输出电容(C₂)的一端分别连接到第四二极管(D₄)的阳极和输出端的负极，第二输出电容(C₂)的另一端分别连接到第三开关管(S₃)的集电极和输入电源的正极。

2.根据权利要求1所述的一种高升压比悬浮交错三电平DC/DC变换器，其特征在于：所述四个开关管(S₁、S₂、S₃、S₄)采用IGBT。

3.根据权利要求1所述的一种高升压比悬浮交错三电平DC/DC变换器，其特征在于：所述四个开关管(S₁、S₂、S₃、S₄)采用功率MOSFET。

4.根据权利要求1或2或3所述一种高升压比悬浮交错三电平DC/DC变换器的控制方法，其特征在于：该方法的内容是：

所述高升压比悬浮交错三电平DC/DC变换器的四个开关管(S₂、S₃、S₁、S₄)的驱动信号依次移相π/2相角，即第二开关管(S₂)先触发导通，第三开关管(S₃)在1/4周期时触发导通，第一开关管(S₁)在2/4周期时触发导通，第四开关管(S₄)在3/4周期时触发导通；

当占空比D变化时，所述高升压比悬浮交错三电平DC/DC变换器的升压比即电压增益为：U₀/U_in＝(1+D)/(1-D)，四个开关管(S₁、S₂、S₃、S₄)的导通占空比都是D。