一种多电平BOOST装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种多电平BOOST装置，通过设置N个分压模块实现N个第一开关之间的电压分配，能够避免第2个至第N个第一开关过压而击穿失效。并且通过在第i‑1和第i个第二开关之间的公共点设置第i‑1个钳位支路，以将第i个第二开关所承受的电压钳位在第四支路两端电压(也即该多电平BOOST装置的输出电压)与相应钳位支路两端电压之间的差值上，进而避免了当输入电压较低时的上电瞬间，第2个至第N个第二开关过压击穿的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种多电平BOOST装置
本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种多电平BOOST装置。
技术介绍
随着电力电子变换器系统电压的上升，对相关开关器件的耐压要求也逐步提升，鉴于半导体工艺性能等方面的影响，多电平技术由于能够利用较低电压等级器件以较低的成本实现高电压的电力变化成为一个研究热点。图1a所示为一种常见飞跨电容型三电平BOOST装置主电路拓扑，正常情况下，K1、K2、D1及D2的电压应力均为输出电压Vout的一半。然而该电路在启动时，各管两端耐受电压与稳态工作时差异较大，具体的：若输入电压Vin大于K2的耐受电压，则会导致K2过压而击穿失效；若输入电压Vin较低、输入输出电压差Vout-Vin大于D2的耐受电压，则会导致D2过压而击穿失效。因此，图1a所示方案在实际使用中限制性条件很大，无法充分发挥本拓扑的优点。图1b所示为一种改进后的飞跨电容型三电平BOOST装置主电路拓扑，该电路可以较好的解决启动时输出电压Vout由输入电压Vin提供的情况下K1、K2启动时电压均分的问题；但在输出电压Vout本身较高，而输入电压Vin较低时，D2所承受的电压仍然为输入输出电压差Vout本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多电平BOOST装置，其特征在于，所述多电平BOOST装置的主电路包括：输入电容、输入电感、第一支路、第二支路、第三支路、第四支路及N‑1个钳位支路，N为大于1的正整数；其中：所述输入电感的一端与所述输入电容的一端相连；所述输入电感的另一端分别与所述第一支路的一端及所述第二支路的一端相连；所述第一支路包括N个依次串联的第一开关，且与所述输入电感相连的第一开关为第1个第一开关；所述第二支路包括N个依次串联的第二开关，且与所述输入电感相连的第二开关为第1个第二开关；第1和第2个第二开关之间的公共点，与所述第三支路的一端相连；所述第三支路包括N个依次串联的分压模块，用于对所述第三支路上的电压...

【技术特征摘要】
1.一种多电平BOOST装置，其特征在于，所述多电平BOOST装置的主电路包括：输入电容、输入电感、第一支路、第二支路、第三支路、第四支路及N-1个钳位支路，N为大于1的正整数；其中：所述输入电感的一端与所述输入电容的一端相连；所述输入电感的另一端分别与所述第一支路的一端及所述第二支路的一端相连；所述第一支路包括N个依次串联的第一开关，且与所述输入电感相连的第一开关为第1个第一开关；所述第二支路包括N个依次串联的第二开关，且与所述输入电感相连的第二开关为第1个第二开关；第1和第2个第二开关之间的公共点，与所述第三支路的一端相连；所述第三支路包括N个依次串联的分压模块，用于对所述第三支路上的电压进行分配；第i-1和第i个分压模块之间的公共点，与第i-1和第i个第一开关之间的公共点相连，i为大于1且小于等于N的正整数；第1个分压模块包括第一电容；第i-1和第i个第二开关之间的公共点，与第i-1个钳位支路的一端相连；第i-1个钳位支路用于分担第i个第二开关上的电压；所述第二支路的另一端与所述第四支路的一端相连；所述第四支路的两端为所述主电路的输出端，且所述第四支路包括至少一个输出电容；所述第一支路的另一端、所述第三支路的另一端、所述第四支路的另一端以及N-1个钳位支路的另一端，均与所述输入电容的另一端相连。2.根据权利要求1所述的多电平BOOST装置，其特征在于，N＝2时，第2个分压模块包括：串联连接的第一可控开关和第一电阻；且第1和第2个分压模块之间的公共点，与第1和第2个第一开关之间的公共点，通过第二可控开关实现连接。3.根据权利要求1所述的多电平BOOST装置，其特征在于，N≥2时，第i个分压模块包括：串联连接的可控开关和第二电容；所述可控开关在默认状态下向所述第二电容充电；且当N大于2时，所述多电平BOOST装置还包括N-1个连接电容，第j个连接电容的一端与第j+1和第j+2个第二开关之间的公共点相连，第j个连接电容的另一端与第j+1和第j+2个分压模块之间的公共点相连，j为小于N-1的正整数。4.根据权利要求2或3所述的多电平BOOST装置，其特征在于，所述第一开关为逆导型晶体管；所述第二开关为二极管；各个可控开关为机械开关或者逆导型晶体管；若所述输入电感和所述第二支路设置于所述多电平BOOST装置的正极线缆上，则第i-1和第i个第二开关之间的公共点为：第i-1个二极管的负极和第i个二极管的正极的连接点；若所述输入电感和所述第二支路设置于所述多电平BOOST装置的负极线缆上，则第i-1和第i个第二开关之间的公共点为：第i-1个二极管的正极和第i个二极管的负极的连接点。5.根据权利要求1-3任一所述的多电平BOOST装置，其特征在于，所述钳位支路包括：第一二极管和第一电源；所述第一电源用于分担相应第二开关上的电压。6.根据权利要求1-3任一所述的多电平BOOST装置，其特征在于，若所述第四支路中包括N个依次串联连接的输出电容，且与所述输入电容相连的输出电容为第1个输出电容，与所述第二支路相连的输出电容为第N个输出电容，则所述钳位支路包括第一二极管；若所述输入电感和所述第二支路设置于所述多电平BOOST装置的正极线缆上，则第i-1个钳位支路中的第一二极管：负极与第i-1和第i个第二开关之间的公共点相连，正极与第i-1和第i个输出电容之间的公共点相连；若所述输入电感和所述第二支路设置于所述多电平BOOST装置的负极线缆上，则第i-1个钳位支路中的第一二极管：正极与第i-1和第i个第二开关之间的公共点相连，负极与第i-1和第i个输出电容之间的公共点相连。7.根据权利要求3所述的多电平BOOST装置，其特征在于，第i个分压模块还包括：与所述可控开关和所述第二电容串联连接的第一阻抗，所述第一阻抗为：电阻，电感，电容，或者，电阻、电感及电容中至少两种的组合。8.根据权利要求7所述的多电平BOOST装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄加才，徐君，张兵，王鹏，文鹏，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34