三电平Boost电路、多路输出并联系统技术方案

本申请公开了三电平Boost电路、多路输出并联系统，防止了开关器件过压损坏。该电路包括电容Cin、C1～C2，电感L1，开关K1～K2，二极管D1～D2、D11～D13，输出串联电容组Co；Co内部具有节点P1和P2；Cin负极接Co低电位端；Cin正极依次经L1一端、L1二端、D1阳极、D1阴极、D2阳极、D2阴极接Co高电位端；L1二端依次经K1一端、K1二端、K2一端、K2二端接Cin负极；D1阴极依次经C1、D11阳极、D11阴极、C2接Cin负极；K1二端接D11阳极；D12阴极接D2阳极，D12阳极接P2；D13阴极接P1，D13阳极接D11阴极；K1与K2交替导通。

Three level boost circuit, multi output parallel system

【技术实现步骤摘要】
三电平Boost电路、多路输出并联系统
本技术涉及电力电子
，更具体地说，涉及三电平Boost电路、多路输出并联系统。
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，但因半导体工艺性能等方面的影响，高性价比器件的发展有一定的滞后性，短期内并不能满足相关耐压需求，因此如何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，多电平技术的提出则可以较好的解决这一问题。所述电力变化包括升压变换、降压变换、升降压变换等，本技术仅致力于在进行升压变换时防止开关器件过压损坏。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了三电平Boost电路、多路输出并联系统，以防止开关器件过压损坏。一种三电平Boost电路，包括输入电容、电感、第一开关、第二开关、第一续流二极管、第二续流二极管、飞跨电容、平衡电容、充电二极管、钳位二极管、放电二极管和输出串联电容组，其中：所述输出串联电容组由多个输出电容串联而成，其内部具有第一节点和第二节点，所述第一节点电位高于所述充电二极管阴极电位，所述第二续流二极管阴极与所述第二节点电位之差不超过所述第二续流二极管的耐压值；所述输入电容并联在输入电源上；所述输入电容的负极连接到所述输出串联电容组的低电位端；所述输入电容的正极依次经过所述电感的第一端、所述电感的第二端、所述第一续流二极管的阳极、所述第一续流二极管的阴极、所述第二续流二极管的阳极、所述第二续流二极管的阴极连接到所述输出串联电容组的高电位端；所述电感的第二端依次经过所述第一开关的第一端、所述第一开关的第二端、所述第二开关的第一端、所述第二开关的第二端连接到所述输入电容的负极；所述第一续流二极管的阴极依次经过所述飞跨电容的一端、所述飞跨电容的另一端、所述充电二极管的阳极、所述充电二极管的阴极、所述平衡电容的一端、所述平衡电容的另一端连接到所述输入电容的负极；所述第一开关的第二端连接到所述充电二极管的阳极；所述钳位二极管的阴极连接到所述第二续流二极管的阳极，所述钳位二极管的阳极连接到所述第二节点；所述放电二极管的阴极连接到所述第一节点，所述放电二极管的阳极连接到所述充电二极管的阴极；所述飞跨电容与所述平衡电容的容值之差不超过预设值；所述第一开关与所述第二开关交替导通。可选的，所述输出串联电容组包括顺次串联在输出正、负极之间的第一输出电容、第二输出电容、第三输出电容和第四输出电容；所述第一输出电容、所述第二输出电容、所述第三输出电容和所述第四输出电容的容值相等；所述第一节点为所述第一输出电容的正极或所述第二输出电容的正极，所述第二节点为所述第四输出电容的正极。一种三电平Boost电路，包括输入电容、电感、第一开关、第二开关、第一续流二极管、第二续流二极管、飞跨电容、平衡电容、充电二极管、钳位二极管、放电二极管和输出串联电容组，其中：所述输出串联电容组由多个输出电容串联而成，其内部具有第一节点和第二节点，所述第一节点电位低于所述充电二极管阳极电位，所述第二节点与所述第二续流二极管阳极电位之差不超过所述第二续流二极管的耐压值；所述输入电容并联在输入电源上；所述输入电容的正极连接到所述输出串联电容组的高电位端；所述输入电容的负极依次经过所述电感的第一端、所述电感的第二端、所述第一续流二极管的阴极、所述第一续流二极管的阳极、所述第二续流二极管的阴极、所述第二续流二极管的阳极连接到所述输出串联电容组的低电位端；所述电感的第二端依次经过所述第一开关的第一端、所述第一开关的第二端、所述第二开关的第一端、所述第二开关的第二端连接到所述输入电容的正极；所述第一续流二极管的阳极依次经过所述飞跨电容的一端、所述飞跨电容的另一端、所述充电二极管的阴极、所述充电二极管的阳极、所述平衡电容的一端、所述平衡电容的另一端连接到所述输入电容的正极；所述第一开关的第二端连接到所述充电二极管的阴极；所述钳位二极管的阳极连接到所述第二续流二极管的阴极；所述钳位二极管的阴极连接到所述第二节点；所述放电二极管的阳极连接到所述第一节点；所述放电二极管的阴极连接到所述充电二极管的阳极；所述飞跨电容与所述平衡电容的容值之差不超过预设值；所述第一开关与所述第二开关交替导通。可选的，所述输出串联电容组包括顺次串联在输出负、正极之间的第一输出电容、第二输出电容、第三输出电容和第四输出电容；所述第一输出电容、所述第二输出电容、所述第三输出电容和所述第四输出电容的容值相等；所述第一节点为所述第一输出电容的负极或所述第二输出电容的负极；所述第二节点为所述第四输出电容的负极。可选的，所述第一开关和所述第二开关为机械开关或逆导型晶体管。一种多路输出并联系统，包括：多路上述公开的任一种三电平Boost电路；各路三电平Boost电路输入独立、输出并联。可选的，各路三电平Boost电路都具有独立的输出串联电容组。可选的，至少两路三电平Boost电路共用一路输出串联电容组。可选的，所述多路输出并联系统为每一个所述输出串联电容组分别设置一个过压保护装置；在所述输出串联电容组所在的三电平Boost电路中，所述过压保护装置一端连接到所述输出串联电容组与所述第二续流二极管的连结点，另一端连接到所述第二节点；所述过压保护装置包括相串联的电阻和第三开关；所述第三开关按预设的开关控制策略进行动作，以使得所述连结点与所述第二节点之间电位差的绝对值不超过所述第二续流二极管的耐压值。可选的，所述第三开关为机械开关或逆导型晶体管。从上述的技术方案可以看出，三电平Boost电路输出电压未建立时，飞跨电容C1、平衡电容C2分压相等并随工作时间的累积而升高，当C1、C2电压升至Vout/2附近时，充电二极管D11反向截止，输出电压Vout建立；输出电压Vout建立后，C1跟随Vout变化，而C2电压稳定在Vout/2附近，C2仅起电压支撑作用，电流不会流入C2，只需保证C1与C2容值相等即可保证输入高电压时，C1与C2分压基本相等，避免第一开关K1和第二开关K2过压损坏。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例公开的一种三电平Boost电路结构示意图；图2为图1所示三电平Boost电路中K1、K2的时序图；图3a、图3b、图3c分别为图1所示电路在输出电压未建立时的三种不同模态下的电流走向示意图；图4a、图4b为图1所示电路在输出电压建立后的两种不同模态下的电流走向示意图；图5为本技术实施例公开的又一种三电平Boost本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三电平Boost电路，其特征在于，包括输入电容、电感、第一开关、第二开关、第一续流二极管、第二续流二极管、飞跨电容、平衡电容、充电二极管、钳位二极管、放电二极管和输出串联电容组，其中：/n所述输出串联电容组由多个输出电容串联而成，其内部具有第一节点和第二节点，所述第一节点电位高于所述充电二极管阴极电位，所述第二续流二极管阴极与所述第二节点电位之差不超过所述第二续流二极管的耐压值；/n所述输入电容并联在输入电源上；所述输入电容的负极连接到所述输出串联电容组的低电位端；所述输入电容的正极依次经过所述电感的第一端、所述电感的第二端、所述第一续流二极管的阳极、所述第一续流二极管的阴极、所述第二续流二极管的阳极、所述第二续流二极管的阴极连接到所述输出串联电容组的高电位端；/n所述电感的第二端依次经过所述第一开关的第一端、所述第一开关的第二端、所述第二开关的第一端、所述第二开关的第二端连接到所述输入电容的负极；/n所述第一续流二极管的阴极依次经过所述飞跨电容的一端、所述飞跨电容的另一端、所述充电二极管的阳极、所述充电二极管的阴极、所述平衡电容的一端、所述平衡电容的另一端连接到所述输入电容的负极；/n所述第一开关的第二端连接到所述充电二极管的阳极；/n所述钳位二极管的阴极连接到所述第二续流二极管的阳极，所述钳位二极管的阳极连接到所述第二节点；/n所述放电二极管的阴极连接到所述第一节点，所述放电二极管的阳极连接到所述充电二极管的阴极；/n所述飞跨电容与所述平衡电容的容值之差不超过预设值；/n所述第一开关与所述第二开关交替导通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种三电平Boost电路，其特征在于，包括输入电容、电感、第一开关、第二开关、第一续流二极管、第二续流二极管、飞跨电容、平衡电容、充电二极管、钳位二极管、放电二极管和输出串联电容组，其中：
所述输出串联电容组由多个输出电容串联而成，其内部具有第一节点和第二节点，所述第一节点电位高于所述充电二极管阴极电位，所述第二续流二极管阴极与所述第二节点电位之差不超过所述第二续流二极管的耐压值；
所述输入电容并联在输入电源上；所述输入电容的负极连接到所述输出串联电容组的低电位端；所述输入电容的正极依次经过所述电感的第一端、所述电感的第二端、所述第一续流二极管的阳极、所述第一续流二极管的阴极、所述第二续流二极管的阳极、所述第二续流二极管的阴极连接到所述输出串联电容组的高电位端；
所述电感的第二端依次经过所述第一开关的第一端、所述第一开关的第二端、所述第二开关的第一端、所述第二开关的第二端连接到所述输入电容的负极；
所述第一续流二极管的阴极依次经过所述飞跨电容的一端、所述飞跨电容的另一端、所述充电二极管的阳极、所述充电二极管的阴极、所述平衡电容的一端、所述平衡电容的另一端连接到所述输入电容的负极；
所述第一开关的第二端连接到所述充电二极管的阳极；
所述钳位二极管的阴极连接到所述第二续流二极管的阳极，所述钳位二极管的阳极连接到所述第二节点；
所述放电二极管的阴极连接到所述第一节点，所述放电二极管的阳极连接到所述充电二极管的阴极；
所述飞跨电容与所述平衡电容的容值之差不超过预设值；
所述第一开关与所述第二开关交替导通。


2.根据权利要求1所述的三电平Boost电路，其特征在于，所述输出串联电容组包括顺次串联在输出正、负极之间的第一输出电容、第二输出电容、第三输出电容和第四输出电容；所述第一输出电容、所述第二输出电容、所述第三输出电容和所述第四输出电容的容值相等；
所述第一节点为所述第一输出电容的正极或所述第二输出电容的正极，所述第二节点为所述第四输出电容的正极。


3.根据权利要求1或2所述的三电平Boost电路，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关为机械开关或逆导型晶体管。


4.一种三电平Boost电路，其特征在于，包括输入电容、电感、第一开关、第二开关、第一续流二极管、第二续流二极管、飞跨电容、平衡电容、充电二极管、钳位二极管、放电二极管和输出串联电容组，其中：
所述输出串联电容组由多个输出电容串联而成，其内部具有第一节点和第二节点，所述第一节点电位低于所述充电二极管阳极电位，所述第二节点与所述第二续流二极管阳极电位之差不超过所述第二续流二极管的耐压值；
所述输入电容并联在输入电源上；所述输入电容的正极连接到所述输出串联电容组的高电位端；所述输入电容的负极依...

【专利技术属性】
技术研发人员：王腾飞，庄加才，徐君，潘年安，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34