[发明专利]三电平直流-直流转换器

说明书

公开了一种三电平直流‑直流转换器。本发明实施例的技术方案根据跨接电容的电压值与预设值之间的误差调节所述跨接电容的充电电荷量和放电电荷量以使得所述跨接电容的电压值稳定在预定范围内，从而在降低直流‑直流转换器中的各个开关所需承受的电压的同时，提高系统的可靠性。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，更具体地，涉及一种三电平直流-直流转换器。

背景技术

现有技术所采用的三电平直流-直流转换器如图1所示，其包括开关S1-S4、跨接电容cf、磁性元件L和输出电容Co。其中，开关S1和S4的开关控制信号互补，开关S2和开关S3的开关控制信号互补。并且，开关S1和S2的开关控制信号的占空比相等，开关S1和S2的开关控制信号的相位差为180°。这使得开关S1-S4所需承受的电压为输入电压Vin的一半并且增大了磁性元件的电流的频率。这可以降低电路的功耗和制造成本。

但是，由于电路中的寄生参数以及各个电路器件的误差等因素的影响，跨接电容cf的电压可能会出现大于1/2Vin或小于1/2Vin等不平衡的情况，这可能造成磁性元件L的电流不稳定，进而降低整个电路的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种三电平直流-直流转换器，以保证跨接电容的电压值稳定在预定范围内，从而在降低直流-直流转换器中的各个开关所需承受的电压的同时，提高系统的可靠性。

本发明实施例的三电平直流-直流转换器包括：

第一开关和第二开关，所述第一开关和第二开关依次串联连接在输入端口的第一端和中间端之间；

第三开关和第四开关，所述第三开关和第四开关依次串联连接在所述中间端和所述输入端口的第二端之间；

跨接电容，连接在第一连接端和第二连接端之间，所述第一连接端为所述第一开关和第二开关的连接端，所述第二连接端为所述第三开关和第四开关的连接端；以及

电压平衡电路，根据误差信号调节所述跨接电容的充电电荷量或放电电荷量，以使得所述跨接电容的电压值稳定在预定范围内，所述误差信号用于表征所述跨接电容的电压值和预设值之间的误差，所述预设值在所述预定范围内。

进一步地，所述电压平衡电路被配置为通过形成额外的充放电电流通路对所述跨接电容进行充放电，以使得所述跨接电容的电压值稳定在预定范围内。

进一步地，所述三电平直流-直流转换器还包括：

磁性元件，耦接至所述中间端与输出端口的第一端之间；

所述电压平衡电路被配置为通过在所述跨接电容的充电阶段或放电阶段调节流过所述磁性元件的电流以调节所述跨接电容的充电电荷量或放电电荷量。

进一步地，所述电压平衡电路被配置为调节流过所述磁性元件的电流以使得所述跨接电容在充电阶段的电荷变化量和在放电阶段的电荷变化量相同。

进一步地，所述第一开关和所述第四开关的开关控制信号互补，所述第二开关和所述第三开关的开关控制信号互补。

进一步地，所述第一开关和所述第二开关的占空比相等。

进一步地，所述预设值为输入电压的1/2。

进一步地，所述第一开关和所述第二开关的开关控制信号的相位差为180°。

进一步地，所述电压平衡电路被配置为根据第一采样信号和表征所述预设值的参量对所述跨接电容进行额外地充放电以使得所述跨接电容的电压值稳定在预定范围内，所述第一采样信号用于表征所述跨接电容的电压值。