[发明专利]三电平开关电路及其控制方法和控制电路

权利要求书

1.一种三电平开关电路的控制方法，所述三电平开关电路包括串联的第一开关管和第二开关管、串联的第三开关管和第四开关管、飞跨电容和第一电感；所述飞跨电容连接在第一开关管和第二开关管的公共端和第三开关管和第四开关管的公共端之间；第二开关管和第三开关管串联，其公共节点为开关节点，所述开关节点经过所述第一电感连接到第二电压，第一电感电流的正方向为开关节点到第二电压，其特征在于：第一开关管和第四开关管互补导通；第二开关管和第三开关管互补导通；第一开关管和第二开关管错相导通；

设置第一上限指令电压、第一重构电流、第二上限指令电压、第二重构电流；

所述第一上限指令电压等于补偿电压和第一峰值斜坡之差，并控制第一重构电流的峰值；第一开关管导通之前，所述第一峰值斜坡重置到第一初始值，当第一开关管导通时，所述第一峰值斜坡开始上升；当所述第一重构电流的峰值达到所述第一上限指令电压时，第一开关管关断；

所述第二上限指令电压等于补偿电压和第二峰值斜坡之差，并控制第二重构电流的峰值；第二开关管导通之前，所述第二峰值斜坡重置到第二初始值，当第二开关管导通时，所述第二峰值斜坡开始上升；当所述第二重构电流的峰值达到所述第二上限指令电压时，第二开关管关断；

所述第一重构电流和第二重构电流的斜率为三电平开关电路的输入电压和输出电压之差的绝对值除以第一电感的电感值。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：第一时钟信号控制第一开关管的导通时刻；第二时钟信号控制第二开关管的导通时刻；第一时钟信号和第二时钟信号控制三电平开关电路的开关周期，第一时钟信号和第二时钟信号错相。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：设置第一下限指令电压和第二下限指令电压；

所述第一下限指令电压为补偿电压和第一时钟斜坡之和，当电感电流达到所述第一下限指令电压时，所述第一开关管导通；

所述第二下限指令电压为补偿电压和第二时钟斜坡之和，当电感电流达到所述第二下限指令电压时，所述第二开关管导通；

第一时钟信号表征有效之前，所述第一时钟斜坡重置到第三初始值，当第一时钟信号表征有效时，第一时钟斜坡开始上升；

第二时钟信号表征有效之前，所述第二时钟斜坡重置到第四初始值，当第二时钟信号表征有效时，第二时钟斜坡开始上升。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：第m可控电流在所述第m开关管导通时，对第m电容充电，所述第m电容上的电压表征所述第m重构电流；所述第m可控电流和三电平开关电路的输入输出电压之差的绝对值除以电感值成比例；其中，m等于1或2。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的控制方法，其特征在于：当所述三电平开关电路为三电平降压电路时，所述三电平降压电路的输入端经过顺序串联的第一开关管和第二开关管连接到第一电感的第一端；所述第一电感的第一端经过顺序串联的第三开关管和第四开关管连接到地，所述第二电压为输出电压；

当所述三电平开关电路为三电平升压电路时，输出端经过顺序串联的第一开关管和第二开关管连接到第一电感的第一端；所述第一电感的第一端经过顺序串联的第三开关管和第四开关管连接到地，所述第二电压为输入电压。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：当所述三电平开关电路为三电平降压电路时，当所述三电平开关电路工作在断续导通模式下，所述第一电感上的电流方向为正，当电感电流下降到零，同步整流管关断；当所述三电平开关电路为三电平升压电路时，当所述三电平开关电路工作在断续导通模式下，所述第一电感上的电流方向为负，当电感电流上升到零，同步整流管关断。

7.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的频率在轻载时降低。