[发明专利]电路结构

说明书

依据本发明的实施例揭露了一种电路结构，所述电路结构应用于三电平变换器，三电平变换器包括飞跨电容，所述电路结构包括正输入端和负输入端，被配置为接收第一电压；第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管，依次串联耦接在所述正输入端和负输入端之间；第一电容，耦接在所述第二功率管和第三功率管的公共端和所述负输入端之间；其中，所述第一功率管和第二功率管的公共端耦接所述飞跨电容的一端，所述第三功率管和第四功率管的公共端耦接所述飞跨电容的另一端。本发明所述的电路结构既能在三电平变换器工作前，作为软启动电路对飞跨电容的电压进行预充放电；又能在三电平变换器工作期间，将飞跨电容的电压箝位在第一电压的一半。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，更具体的说，涉及一种电路结构。

背景技术

与传统的变换器拓扑相比，三电平变换器中功率管的电压应力更低，从而提高了系统的效率，非常适用于中大功率的应用场合。图1给出了现有技术的三电平buck变换器，所述三电平buck变换器包括功率管Q1～Q4、飞跨电容C_FLY、电感L，所述功率管Q1～Q4依次串联连接在输入高电位端和地电位端之间，以接收输入电压Vin，所述飞跨电容C_FLY耦接在功率管Q1和Q2的公共端与功率管Q3和Q4的公共端之间，所述电感L的一端耦接功率管Q2和功率管Q3的公共端sw，所述电感L的另一端耦接输出高电位端。理想状态下，功率管Q1和Q2的占空比相同，飞跨电容C_FLY的电压为1/2*vin，各功率管的电压应力也为1/2*vin，同传统buck变换器相比，滤波电感L和输出电容C_out也减小，提高了功率密度。

但在实际应用中，因驱动电路和控制电路的微小差异，功率管Q1和Q2的导通时间不可能完全相等，同时，各功率管的导通压降和开关特性也不会完全相同，这样会导致飞跨电容C_FLY的电压产生偏离，从而引起各功率管的电压应力增加，电感电流脉动和输出电压纹波变大。并且，三电平buck变换器在工作前，飞跨电容C_FLY的电压需要被预充到输入电压Vin一半，因此需要额外的软启动电路对飞跨电容C_FLY进行软启动。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种电路结构，以解决现有技术中由于飞跨电容的电压产生偏离而引起各功率管的电压应力、电感电流脉动和输出电压纹波变大，以及需要额外的软启动电路对飞跨电容进行软启动的技术问题。

本发明实施例提供了一种电路结构，应用于三电平变换器，所述三电平变换器包括飞跨电容，包括：正输入端和负输入端，被配置为接收第一电压；第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管，依次串联耦接在所述正输入端和所述负输入端之间；第一电容，耦接在所述第二功率管和第三功率管的公共端和所述负输入端之间；其中，所述第一功率管和所述第二功率管的公共端耦接所述飞跨电容的一端，所述第三功率管和所述第四功率管的公共端耦接所述飞跨电容的另一端。

优选地，所述第一电压被配置为与所述三电平变换器达到稳态时所述飞跨电容的电压成正比。

优选地，所述第一电压被配置为等于所述三电平变换器达到稳态时所述飞跨电容的电压的2倍。

优选地，所述三电平变换器被配置为三电平buck变换器、三电平boost变换器、三电平buck-boost变换器、三电平cuk变换器、三电平sepic变换器、三电平Zeta变换器、三电平正激变换器、三电平反激变换器、三电平半桥变换器和三电平全桥变换器中之一。

优选地，控制所述第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管的工作状态，以将所述飞跨电容的电压箝位在等于所述第一电压的一半。

优选地，所述第一功率管和所述第三功率管的开关状态相同，所述第二功率管和所述第四功率管的开关状态相同。

优选地，所述第一功率管和所述第二功率管的占空比相同。