[发明专利]电压平衡电路

说明书

本发明涉及一种电压平衡电路，包括：多个钳位子单元与多个辅助子单元；其中，所述多个钳位子单元依次串行电连接；所述多个辅助子单元依次串行电连接；每个所述辅助子单元分别对应电连接所述多个钳位子单元中相邻两个钳位子单元。本发明通过在串联开关管中每个开关管两端并联电阻，使得处于静态时保证每个开关管两端电压基本一致；通过钳位电容与辅助二极管，在动态时保证每个开关管两端电压基本一致，结构简单，控制策略简单。

技术领域

本发明属电子技术领域，特别涉及一种电压平衡电路。

背景技术

目前，在应用于电力电子领域的中等电压功率转换器中，单个开关管无法满足电压要求，必须用多个开关管串联使用。

串联开关管结构中亟待解决的问题是怎么平衡各个串联开关管之间的电压，特别是防止某个开关管承受的漏源电压大于其额定电压从而发生击穿损毁。串联开关管中各开关管不可避免的存在材料和器件特性上的差异，而各栅极驱动电路结构也不会完全对称。如果直接将多个开关管串联而不采用任何辅助均压措施，很容易造成器件的过压损坏。

为此需要采用适当的辅助电路以平衡各个开关管之间的漏源电压。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电压平衡电路，包括：多个钳位子单元与多个辅助子单元；其中，

所述多个钳位子单元依次串行电连接；

所述多个辅助子单元依次串行电连接；

每个所述辅助子单元分别对应电连接所述多个钳位子单元中相邻两个钳位子单元；

在本发明的一个实施例中，所述辅助子单元包括：辅助电感(La)与辅助二极管(Da)；其中，

所述辅助电感(La)与所述辅助二极管(Da)串联；

所述辅助电感(La)的第一端电连接所述相邻两个钳位子单元的一个钳位子单元中的钳位二极管(D)与钳位电容串接形成的节点，所述辅助电感(L_a)的第二端电连接所述辅助二级管(D_an)的阳极，所述辅助二级管(D_a)的阴极电连接至所述相邻两个钳位子单元的另一个钳位子单元中的钳位二极管(D)与钳位电容串接形成的节点。

在本发明的一个实施例中，所述钳位子单元包括：钳位开关管(M)、钳位电阻(R)、钳位二极管(D)及钳位电容(C)；其中，

所述钳位电阻(R)与所述钳位开关管(M)并联；

所述钳位二极管(D)与所述钳位电容(C)串联后与所述钳位开关管(M)并联；相邻两个钳位子单元的一个钳位子单元中的钳位开关管(M)的源极连接另一个钳位子单元中的钳位开关管(M)的漏极；。

在本发明的一个实施例中，所述钳位电阻(R)的电阻值为100～200kΩ。

在本发明的一个实施例中，所述钳位开关管(M)为N沟道MOSFET。

在本发明的一个实施例中，所述电容(C)的容值为1～5μF。

在本发明的另一个实施例中，所述电压平衡电路还包括能量回收电路，所述能量回收电路电连接所述多个钳位子单元的第一钳位子单元；其中，所述第一钳位子单元包括第一钳位电容(C₁)。

在本发明的另一个实施例中，所述能量回收电路包括：第一能量回收开关管(M_f1)、第二能量回收开关管(M_f2)、第一能量回收二极管(D_f1)、第二能量回收二极管(D_f2)、第三能量回收二极管(D_f3)、变压器(T)、能量回收电容(C_bus)及直流电压源(V_E)；其中，