升压电路以及升压电路的控制方法技术

本申请涉及电路技术领域，提供了升压电路和升压电路的控制方法。该升压电路包括电源、电感、N个开关器件、N‑1个飞跨电容、N个续流二极管、预充电单元和输出单元。其中，N个开关器件依次串联在一起，N个开关器件中的第一个开关器件通过电感与电源的第一端相连，第N个开关器件与电源的第二端相连，该N个开关器件中至少有两个开关器件的耐压规格不同，其中，耐压规格不同的开关器件正常工作时承受的电压值也不相同，N为正整数。本申请中通过采用不同耐压规格的开关器件能够提高升压电路的系统效率。

Boost circuit and control method of boost circuit

The application relates to the field of circuit technology, and provides a boost circuit and a control method of the boost circuit. The boost circuit includes power supply, inductance, n switching devices, n \u2011 1 flying capacitor, n continuous current diodes, pre charging unit and output unit. Among them, n switching devices are connected in series one by one, the first of N switching devices is connected with the first end of the power supply through inductance, and the second of N switching devices is connected with the second end of the power supply. At least two of the N switching devices have different withstand voltage specifications, among which, the voltage values of the switching devices with different withstand voltage specifications are different when they work normally Is a positive integer. In the application, the system efficiency of the boost circuit can be improved by adopting the switch devices with different voltage withstand specifications.

【技术实现步骤摘要】
升压电路以及升压电路的控制方法
本申请涉及电路
，并且更具体地，涉及一种升压电路以及升压电路的控制方法。
技术介绍
升压电路(常见的升压电路有boost电路，boost翻译成中文是增大、提高的意思，boost电路不特指一种具体电路，而是泛指一种升压电路，即通过该电路实现输入一个电压，输出一个更高的电压)是一种常见的开关直流升压电路，它通过开关器件的导通和关断来控制电感储存和释放能量，从而使得输出电压高于输入电压，从而实现升压。为了改善升压电路的输出波形，通常会在升压电路中采用多个开关器件来控制升压电路的充放电过程(利用开关器件的开启和关断来控制充放电)。在传统的升压电路中，每个开关器件工作时承受的电压相同，每个开关器件对应的耐压规格也相同。但是传统方案中升压电路的开关器件耐压规格的选择可能会使得升压电路正常工作时开关器件实际承受的电压与开关器件的耐压规格有较大的差距，也就是说传统方案中，可能会统一选择一些耐压规格很高的开关器件，而这些高耐压规格的开关器件的开关特性往往比较差，导致升压电路的系统效率不高。
技术实现思路
本申请提供一种升压电路以及升压电路的控制方法，以提高升压电路的工作效率。第一方面，提供一种升压电路，该升压电路包括电源、电源、N个开关器件、N-1个飞跨电容、N个续流二极管和预充电单元。其中，N个开关器件依次串联在一起，在该N个开关器件中，第一个开关器件通过电感的第一端与电源的第一端相连，第N个开关器件的第二端与电源的第二端相连。在该N开关器件中，K个开关器件的耐压规格均不相同，并且该K个开关器件正常工作时承受的电压均不相同，N和K均为正整数，并且N>1，K≤N。上述N-1个飞跨电容中的第i个飞跨电容与N个开关器件中的前i个开关器件对应，在升压电路正常工作时，第i个飞跨电容承受的电压为前i个开关器件承受的电压的和，i为小于N的正整数。在升压电路中，飞跨电容是指与开关器件和续流二极管的两端相并联的电容。上述N个续流二极管分别与N个开关器件一一对应，N个续流二极管中的第i个续流二极管与N个开关器件中的第i个开关器件承受的电压相同。在本申请中，可以通过N个开关器件的导通和关断的时间来控制飞跨电容的电压，进而控制K个开关器件正常工作时承受的电压均不相同。另外，上述第i个飞跨电容的第一端通过前i个续流二极管与第1个开关器件的第一端相连，上述第i个飞跨电容的第二端与第i个开关器件的第二端相连；续流二极管(flybackdiode)，有时也称为飞轮二极管或缓冲(snubber)二极管，是一种配合电感性负载使用的二极管，当电感性负载的电流有突然的变化或减少时，电感二端会产生突变电压，可能会破坏其他元件。在升压电路中通过为电感配合使用续流二极管，能够使得升压电路中的电流可以较平缓地变化，避免突变电压和突变电流的产生。上述预充电单元用于在所述升压电路输出电压之前，为N-1个飞跨电容充电，以使得第i个飞跨电容的电压为所述K个开关器件中的前i个开关器件正常工作时承受的电压之和。升压电路在正常工作时，开关器件承受的电压值与相应的续流二极管承受的电压值相同。另外，在本申请中，开关器件与相对应的续流二极管的耐压规格可以相同，也可以不同，只要使得开关器件的耐压规格大于开关器件实际承受的电压，续流二极管的耐压规格大于续流二极管实际承受的电压即可。可选地，上述升压电路还包括：输出单元，该输出单元的第一端通过N个续流二极管与电源的第一端相连，该输出单元的第二端与电源的第二端相连。上述输出单元可以由并联在一起的电阻R和电容C组成。本申请中，升压电路中存在耐压规格不同的开关器件，而这些耐压规格不同的开关器件在工作时承受的电压也不相同，这与传统方案中的升压电路中选择统一耐压规格的开关器件的方式相比，能够使得升压电路中的开关器件实际承受的电压可能更接近开关器件的耐压规格，从而有可能提高升压电路的系统效率。一般来说，开关器件的工作时实际承受的电压与开关器件的耐压规格相差较大时，开关器件的特性往往比较差，相应的升压电路的系统效率指标也会比较差。而当开关器件工作时实际承受的电压与开关器件的耐压规格比较接近时，开关器件的特性会比较好一些，相应的升压电路的系统效率指标也会有所提高。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在上述N个续流二极管中，K个续流二极管的耐压规格均不相同，该K个续流二极管分别与上述N个开关器件中的K个开关器件一一对应。本申请中，由于N个续流二极管中与K个耐压规格不同的开关器件相对应的K个续流二极管也具有不同的耐压规格，与N个续流二极管统一采用相同的耐压规格的方式相比，能够使得K个续流二极管工作时承受的电压与相应的耐压规格尽可能的接近，从而可以提升续流二极管的性能，进一步提高升压电路的系统效率。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述升压电路还包括充电开关。上述充电开关设置在第N个开关器件与电源的第二端之间，当充电开关闭合时，第N个开关器件与电源处于连接状态，当充电开关断开时，第N个开关器件与所述电源处于断开状态。通过充电开关能够灵活的控制预充电单元对飞跨电容进行充电。由于上述充电开关设置在第N个开关器件与电源之间，因此，只需要一个充电开关就能够实现对预充电过程的控制，可以减少开关的数量。另外，由于上述充电开元设置在第N个开关器件与电源之间，与N个开关器件中的每个开关器件均设置一个开关的方式相比，能够在整体上减少通态损耗。一般在升压电路工作之前，将充电开关断开，利用预充电单元为飞跨电容充电，当充电完毕后再将充电开关闭合，接下来，升压电路就可以正常工作了。可选地，上述充电开关由继电器、接触器以及半导体双向开关中的任意一个构成。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述N个续流二极管中的至少一个续流二极管并联有金属-氧化物半导体场效应开关器件MOSFET，该MOSFET具有第三象限导通特性。进一步的，上述N个续流二极管中的每个续流二极管均并联有MOSFET。通过为续流二极管并联MOSFET，能够减少通态损耗。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述N个开关器件均为绝缘栅双极型开关器件IGBT，或者上述N个开关器件均为MOSFET。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述N个开关器件中的每个开关器件均反向并联有二极管。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述升压电路为正向的多电平升压电路。具体地，当上述升压电路为正向的多电平升压电路时，上述电源的第一端为电源的正极，上述电源的第二端为电源的负极。多电平升压电路一般是指可以输出多个(一般是指大于或者等于三个)不同电平的升电路，一般来说，升压电路中包含的开关器件越多，能够输出的电平数值也就越多。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述升压电路为正向的多电平升压电路。具体地，当上述升压电路为负向的多电平升压电路时，上述电源的第一端为电源的负极，上述电源的第二端为电源的正极。第二方面，提供了一种升压电路的控制方法，该方法应用于上述第一方面的升压电路中，该方法包括：在升压电路输出电压之前，控制预充电单元为N-1个飞跨电容充电，以使得第i个飞跨电容的电压为K个开关器件中的前i个开关器件正常工作时承受的电压之和；控制所述N个开关器件的导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种升压电路，其特征在于，包括：电源；电感，与所述电源的第一端相连；N个开关器件，所述N个开关器件依次串联在一起，其中，所述N个开关器件的第一个开关器件的第一端通过电感与所述电源的第一端相连，第N个开关器件的第二端与所述电源的第二端相连，所述N个开关器件中的K个开关器件的耐压规格均不相同，所述K个开关器件正常工作时承受的电压均不相同，N和K均为正整数，并且N>1，K≤N；N‑1个飞跨电容，所述N‑1个飞跨电容中的第i个飞跨电容与所述N个开关器件中的前i个开关器件对应，在所述升压电路正常工作时，所述第i个飞跨电容承受的电压为所述前i个开关器件承受的电压的和，i为小于N的正整数；N个续流二极管，所述N个续流二极管分别与所述N个开关器件一一对应，所述N个续流二极管中的第i个续流二极管与所述N个开关器件中的第i个开关器件承受的电压相同，其中，所述第i个飞跨电容的第一端通过前i个续流二极管与第1个开关器件的第一端相连，所述第i个飞跨电容的第二端与第i个开关器件的第二端相连；预充电单元，用于在所述升压电路输出电压之前，为所述N‑1个飞跨电容充电，以使得所述第i个飞跨电容的电压为所述N个开关器件中的前i个开关器件正常工作时承受的电压之和。...

【技术特征摘要】
1.一种升压电路，其特征在于，包括：电源；电感，与所述电源的第一端相连；N个开关器件，所述N个开关器件依次串联在一起，其中，所述N个开关器件的第一个开关器件的第一端通过电感与所述电源的第一端相连，第N个开关器件的第二端与所述电源的第二端相连，所述N个开关器件中的K个开关器件的耐压规格均不相同，所述K个开关器件正常工作时承受的电压均不相同，N和K均为正整数，并且N>1，K≤N；N-1个飞跨电容，所述N-1个飞跨电容中的第i个飞跨电容与所述N个开关器件中的前i个开关器件对应，在所述升压电路正常工作时，所述第i个飞跨电容承受的电压为所述前i个开关器件承受的电压的和，i为小于N的正整数；N个续流二极管，所述N个续流二极管分别与所述N个开关器件一一对应，所述N个续流二极管中的第i个续流二极管与所述N个开关器件中的第i个开关器件承受的电压相同，其中，所述第i个飞跨电容的第一端通过前i个续流二极管与第1个开关器件的第一端相连，所述第i个飞跨电容的第二端与第i个开关器件的第二端相连；预充电单元，用于在所述升压电路输出电压之前，为所述N-1个飞跨电容充电，以使得所述第i个飞跨电容的电压为所述N个开关器件中的前i个开关器件正常工作时承受的电压之和。2.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，所述N个续流二极管中的K个续流二极管的耐压规格均不相同，所述K个续流二极管分别与所述K个开关器件一一对应。3.如权利要求1或2所述的升压电路，其特征在于，所述升压电路还包括：充电开关，所述充电开关设置在所述第N个开关器件与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高拥兵，王均，石磊，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44