一种升压电路及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种升压电路，该升压电路中输入电源、电感、第一开关管、第二开关管依次串联形成回路，第一单向导通器件的正向导通端连接至电感与第一开关管的正端之间，母线电容的负端连接至第二开关管的负端；飞跨电容的正端连接至第一单向导通器件的反向截止端与第二单向导通器件的正向导通端之间，飞跨电容的负端连接至第三开关管的正端，第三开关管的负端连接至第一开关管的负端与第二开关管的正端之间；在输入电源初始上电时，第二开关管与第三开关管均处于断开状态，使得第三开关管能够分担第二开关管承受的输入电压，从而可以避免第二开关管发生过压击穿的问题。

A boost circuit and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种升压电路及其控制方法
本专利技术属于电路
，尤其涉及一种升压电路及其控制方法。
技术介绍
升压电路(boost电路)，指可以将输入电压转换为一个更高的电压进行输出以实现功率变换的电路，一般将能够实现输入大于或等于三个电平的称之为多电平升压电路。多电平升压电路在相同的输入条件下，可以通过降低功率器件的电压应力，用较小耐压等级的器件实现较高等级的电压输出。参见图1，为现有技术中的一种三电平飞跨电容升压电路，在该电路的输入电源PV初始上电(假设上电电压为Vin)时，由于飞跨电容C1两端的电压为0，所以在电感L、二极管D1、飞跨电容C1、开关管Q2串联回路中，开关管Q2将承受整个输入电压Vin，而通常升压电路中的各开关管的耐压会按0.5倍的母线电压选取，当Vin大于0.5倍的母线电压时，开关管Q2可能发生过压击穿。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种升压电路及其控制系统，以解决现有的升压电路中开关管发生过压击穿的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种升压电路，所述升压电路包括输入电源、电感、第一开关管、第二开关管、第一单向导通器件、第二单向导通器件、飞跨电容、母线电容和第三开关管；所述输入电源、所述电感、所述第一开关管、所述第二开关管依次串联形成回路；所述第一单向导通器件、所述第二单向导通器件和所述母线电容依次串联，所述第一单向导通器件的正向导通端连接至所述电感与所述第一开关管的正端之间，所述母线电容的负端连接至所述第二开关管的负端；所述飞跨电容和所述第三开关管串联，所述飞跨电容的正端连接至所述第一单向导通器件的反向截止端与所述第二单向导通器件的正向导通端之间，所述飞跨电容的负端连接至所述第三开关管的正端，所述第三开关管的负端连接至所述第一开关管的负端与所述第二开关管的正端之间；在所述输入电源初始上电时，所述第二开关管与所述第三开关管均处于断开状态。可选的，在所述输入电源初始上电后的预设延时时间之后，所述第二开关管与所述第三开关管在指定的时长内均处于导通状态。可选的，在所述飞跨电容的正端电压不小于指定的电压阈值时，所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管分别执行相应的开关动作以使所述升压电路进入正常工作。可选的，所述电压阈值为所述输入电源的输入电压的二分之一。可选的，所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管型号相同。本专利技术实施例的第二方面提供了一种升压电路的控制方法，所述升压电路包括输入电源、电感、第一开关管、第二开关管、第一单向导通器件、第二单向导通器件、飞跨电容、母线电容和第三开关管；所述输入电源、所述电感、所述第一开关管、所述第二开关管依次串联形成回路；所述第一单向导通器件、所述第二单向导通器件和所述母线电容依次串联，所述第一单向导通器件的正向导通端连接至所述电感与所述第一开关管的正端之间，所述母线电容的负端连接至所述第二开关管的负端；所述飞跨电容和所述第三开关管串联，所述飞跨电容的正端连接至所述第一单向导通器件的反向截止端与所述第二单向导通器件的正向导通端之间，所述飞跨电容的负端连接至所述第三开关管的正端，所述第三开关管的负端连接至所述第一开关管的负端与所述第二开关管的正端之间；所述控制方法包括：获取所述输入电源的上电状态；若所述输入电源的上电状态为初始上电，则输出第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述第二开关管与所述第三开关管均处于断开状态。可选的，在输出第一控制信号之后还包括：在预设延时时间之后输出第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述第二开关管与所述第三开关管均处于导通状态。可选的，在输出第二控制信号之后还包括：监测所述飞跨电容的正端电压；若所述飞跨电容的正端电压不小于指定的电压阈值，则输出第三控制信号，所述第三控制信号用于控制所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管分别执行相应的开关动作，以使所述升压电路进入正常工作。可选的，所述电压阈值为所述输入电源的输入电压的二分之一。可选的，所述第一控制信号、所述第二控制信号和所述第三控制信号均为脉冲宽度调制信号。本专利技术与现有技术相比存在的有益效果是：本专利技术通过在升压电路中的飞跨电容与第二开关管之间串联第三开关管，在升压电路的输入电源初始上电时，由于第二开关管与第三开关管均处于断开状态，这样第三开关管能够分担部分的输入电压，例如，当第三开关管和第二开关为同型号的开关管时，其可以各自承担二分之一的输入电压，从而避免第二开关管独自承受全部输入电压而发生过压击穿的情况发生。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有机制中的升压电路的示意图；图2是本专利技术实施例提供的升压电路的示意图；图3是本专利技术实施例提供的升压电路的控制方法的流程示意图；图4是本专利技术实施例提供的升压电路的控制连接示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。本专利技术实施例的第一方面提供了一种升压电路，如图2所示，所述升压电路包括输入电源PV、电感L、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一单向导通器件D1、第二单向导通器件D2、飞跨电容C1、母线电容C2和第三开关管Q3。第一单向导通器件D1和第二单向导通器件D2可以包括二极管、控制器、采样电路、检测电路、保护电路等，也可以是单独部署的二极管，以其能够实现单向导通功能为准，具体不作限定，在本实施例中，第一单向导通器件D1和第二单向导通器件D2均以二极管为例进行说明。第一开关管Q1、第二开关管Q2和第三开关管Q3可以是二极管并联半导体开关或者直接为逆导型开关管，半导体开关可选择金属氧化物半导体场效应管(metal-oxide-semiconductorfieldeffecttransistor，MOSFET)或绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartranslator，IGBT)，逆导型开关管可选择MOSFET或逆导型IGBT，具体不作限定，在本实施例中，第一开关管Q1、第二开关管Q2和第三开关管Q3以二极管并联半导体开关为例进行说明。如图2所示，输入电源PV、电感L、第一开关管Q1、第二开关管Q2依次串联形成了一个回路。第一单向导通器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种升压电路，其特征在于，所述升压电路包括输入电源、电感、第一开关管、第二开关管、第一单向导通器件、第二单向导通器件、飞跨电容、母线电容和第三开关管；/n所述输入电源、所述电感、所述第一开关管、所述第二开关管依次串联形成回路；/n所述第一单向导通器件、所述第二单向导通器件和所述母线电容依次串联，所述第一单向导通器件的正向导通端连接至所述电感与所述第一开关管的正端之间，所述母线电容的负端连接至所述第二开关管的负端；/n所述飞跨电容和所述第三开关管串联，所述飞跨电容的正端连接至所述第一单向导通器件的反向截止端与所述第二单向导通器件的正向导通端之间，所述飞跨电容的负端连接至所述第三开关管的正端，所述第三开关管的负端连接至所述第一开关管的负端与所述第二开关管的正端之间；/n在所述输入电源初始上电时，所述第二开关管与所述第三开关管均处于断开状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种升压电路，其特征在于，所述升压电路包括输入电源、电感、第一开关管、第二开关管、第一单向导通器件、第二单向导通器件、飞跨电容、母线电容和第三开关管；
所述输入电源、所述电感、所述第一开关管、所述第二开关管依次串联形成回路；
所述第一单向导通器件、所述第二单向导通器件和所述母线电容依次串联，所述第一单向导通器件的正向导通端连接至所述电感与所述第一开关管的正端之间，所述母线电容的负端连接至所述第二开关管的负端；
所述飞跨电容和所述第三开关管串联，所述飞跨电容的正端连接至所述第一单向导通器件的反向截止端与所述第二单向导通器件的正向导通端之间，所述飞跨电容的负端连接至所述第三开关管的正端，所述第三开关管的负端连接至所述第一开关管的负端与所述第二开关管的正端之间；
在所述输入电源初始上电时，所述第二开关管与所述第三开关管均处于断开状态。


2.根据权利要求1所述的升压电路，其特征在于，在所述输入电源初始上电后的预设延时时间之后，所述第二开关管与所述第三开关管在指定的时长内均处于导通状态。


3.根据权利要求2所述的升压电路，其特征在于，在所述飞跨电容的正端电压不小于指定的电压阈值时，所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管分别执行相应的开关动作以使所述升压电路进入正常工作。


4.根据权利要求3所述的升压电路，其特征在于，所述电压阈值为所述输入电源的输入电压的二分之一。


5.根据权利要求1至4任一项所述的升压电路，其特征在于，所述第一开关管、所述第二开关管和所述第三开关管型号相同。


6.一种升压电路的控制方法，其特征在于，所述升压电路包括输入电源、电感、第一开关管、第二开关管、第一单向导通器件、第二单向导通器件、飞跨电容、母线电容和第三开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈书生，林加富，陈新焕，
申请(专利权)人：科华恒盛股份有限公司，漳州科华技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：福建;35