DC-DC转换器及其控制方法技术

公开一种DC

【技术实现步骤摘要】
DC
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DC转换器及其控制方法


[0001]本公开涉及一种DC
‑
DC转换器，更具体地，涉及一种包括向开关元件的两端施加过电压的飞跨电容器(flying capacitor)的DC
‑
DC转换器及其控制方法。

技术介绍

[0002]通常，DC
‑
DC转换器是将输入的直流(DC)电压的大小改变为期望大小的装置，已广泛用于各种电气和电力领域。
[0003]利用半导体开关元件的接通/断开(on/off)操作来控制电感器的能量存储和能量释放的量以将一个DC电压转换为另一DC电压的传统DC
‑
DC转换器的技术已众所周知。这种传统DC
‑
DC转换器的缺点在于所应用的电感器的尺寸大且重量重。
[0004]为了解决电感器的尺寸和重量问题，已经开发了一种通过利用电容器的充电和放电来降低施加到电感器的电压以减小电感器提供的电感值来减小电感器的尺寸并降低重量的技术。
[0005]这样的技术之一包括串联连接多个开关元件并且包括在一些开关元件之间的飞跨电容器的DC
‑
DC转换器。
[0006]包括传统提出的飞跨电容器的DC
‑
DC转换器感测设置在输入端子或输出端子处的电容器和飞跨电容器的两端处的电压，以将飞跨电容器的附加施加电压控制在一定的水平。传统飞跨电容器可以通过感测每个电容器的电压来防止过电压被施加到相应电容器的两端。
[0007]然而，在包括传统飞跨电容器的DC
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DC转换器中，不感测每个开关元件的两端处的电压，因此没有用于防止超过开关元件的耐压(internal voltage，内部电压)的过电压被施加到开关元件的单独的措施。
[0008]已经提供描述为相关技术的内容仅用于帮助理解本公开的背景，不应被视为对应于本领域普通技术人员已知的相关技术。

技术实现思路

[0009]本公开提供一种能够通过向包括飞跨电容器的转换器中设置的开关元件的两端施加过电压来预先防止开关元件损坏的DC
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DC转换器及其控制方法。
[0010]根据本公开的形式，一种DC
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DC转换器包括：第一电容器；第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件和第四开关元件，依次彼此串联连接在第一电容器的两端之间；第二电容器，两端分别连接到第一开关元件和第二开关元件的连接节点以及第三开关元件和第四开关元件的连接节点；以及控制器，基于通过感测施加到第一电容器的电压获得的第一感测电压和通过感测施加到第二电容器的电压获得的第二感测电压，判断过电压是否被施加到第一开关元件至第四开关元件中的每一个的两端。
[0011]控制器可以控制第二开关元件与第三开关元件的状态彼此互补，并基于第二感测电压与用于过电压判断的预设参考值的比较结果，判断过电压是否被施加到第二开关元件
或第三开关元件的两端。
[0012]当第二感测电压大于用于过电压判断的预设参考值时，控制器可以判断过电压被施加到第二开关元件或第三开关元件的两端。
[0013]当判断第二感测电压大于用于过电压判断的预设参考值的次数超过预设次数时，控制器可以判断过电压被施加到第二开关元件或第三开关元件的两端。
[0014]控制器可以控制第一开关元件与第四开关元件的状态彼此互补，并基于从第一感测电压减去第二感测电压获得的差值与用于过电压判断的预设参考值的比较结果判断过电压是否被施加到第一开关元件或第四开关元件的两端。
[0015]当从第一感测电压减去第二感测电压获得的差值大于用于过电压判断的预设参考值时，控制器可以判断过电压被施加到第一开关元件或第四开关元件的两端。
[0016]当判断从第一感测电压减去第二感测电压获得的差值大于用于过电压判断的预设参考值的次数超过预设次数时，控制器可以判断过电压被施加到第一开关元件或第四开关元件的两端。
[0017]通过向在第一开关元件至第四开关元件的规格中限定的耐压施加预定裕度，用于过电压判断的预设参考值可以具有小于由规格限定的耐压的值。
[0018]在本公开的另一形式中，提供一种DC
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DC转换器的控制方法，该DC
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DC转换器包括：第一电容器；第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件和第四开关元件，依次彼此串联连接在第一电容器的两端之间；以及第二电容器，两端分别连接到第一开关元件和第二开关元件的连接节点以及第三开关元件和第四开关元件的连接节点，该控制方法包括：控制第二开关元件与第三开关元件的状态彼此互补；感测施加到第二电容器的电压；将通过感测施加到第二电容器的电压获得的感测电压与用于过电压判断的预设参考值进行比较；以及当感测电压大于用于过电压判断的预设参考值时，判断过电压被施加到第二开关元件或第三开关元件的两端。
[0019]在判断中，当判断第二预定电压大于用于过电压判断的预设参考值的次数超过预设次数时，可以判断过电压被施加到第二开关元件或第三开关元件的两端。
[0020]在本公开的另一形式中，提供一种DC
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DC转换器的控制方法，该DC
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DC转换器包括：第一电容器；第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件和第四开关元件，依次彼此串联连接在第一电容器的两端之间；以及第二电容器，两端分别连接到第一开关元件和第二开关元件的连接节点以及第三开关元件和第四开关元件的连接节点，该控制方法包括：控制第一开关元件与第四开关元件的状态彼此互补；感测施加到第一电容器的电压和施加到第二电容器的电压；将从通过感测施加到第一电容器的电压获得的第一感测电压减去通过感测施加到第二电容器的电压获得的第二感测电压获得的差值与用于过电压判断的预设参考值进行比较；以及当差值大于用于过电压判断的预设参考值时，判断过电压被施加到第一开关元件或第四开关元件的两端。
[0021]在判断中，当判断差值大于用于过电压判断的预设参考值的次数超过预设次数时，可以判断过电压被施加到第一开关元件或第四开关元件的两端。
[0022]通过向在第一开关元件至第四开关元件的规格中限定的耐压施加预定裕度，用于过电压判断的预设参考值可以具有小于由规格限定的耐压的值。
附图说明
[0023]图1是本公开的一种形式的DC
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DC转换器的电路图。
[0024]图2至图4是示出本公开的一种形式的DC
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DC转换器的电流流动状态的示图。
[0025]图5是示出当应用飞跨电容器的转换器被升压时开关元件的栅极电压的控制示例以及根据控制示例的电感器电流的变化的曲线图。
[0026]图6是示出本公开的一种形式的DC
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DC转换器的控制方法的流程图。
具体实施方式
[0027]在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的各种形式的DC
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DC转换器。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DC
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DC转换器，包括：第一电容器；第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件和第四开关元件，依次彼此串联连接在所述第一电容器的两端之间；第二电容器，两端分别连接到所述第一开关元件和所述第二开关元件的连接节点以及所述第三开关元件和所述第四开关元件的连接节点；以及控制器，基于通过感测施加到所述第一电容器的电压获得的第一感测电压和通过感测施加到所述第二电容器的电压获得的第二感测电压，判断过电压是否被施加到所述第一开关元件至所述第四开关元件中的每一个的两端。2.根据权利要求1所述的DC
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DC转换器，其中，所述控制器被配置为：控制所述第二开关元件与所述第三开关元件的状态互补；以及基于所述第二感测电压与预设参考值的比较结果，判断所述过电压是否被施加到所述第二开关元件或所述第三开关元件的两端。3.根据权利要求2所述的DC
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DC转换器，其中，所述控制器被配置为：当所述第二感测电压大于所述预设参考值时，判断所述过电压被施加到所述第二开关元件或所述第三开关元件的两端。4.根据权利要求2所述的DC
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DC转换器，其中，所述控制器被配置为：当判断所述第二感测电压大于所述预设参考值的次数超过预设次数时，判断所述过电压被施加到所述第二开关元件或所述第三开关元件的两端。5.根据权利要求1所述的DC
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DC转换器，其中，所述控制器被配置为：控制所述第一开关元件与所述第四开关元件的状态互补；以及基于从所述第一感测电压减去所述第二感测电压获得的差值与预设参考值的比较结果判断所述过电压是否被施加到所述第一开关元件或所述第四开关元件的两端。6.根据权利要求5所述的DC
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DC转换器，其中，所述控制器被配置为：当从所述第一感测电压减去所述第二感测电压获得的差值大于所述预设参考值时，判断所述过电压被施加到所述第一开关元件或所述第四开关元件的两端。7.根据权利要求2所述的DC
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DC转换器，其中，所述控制器被配置为：当判断从所述第一感测电压减去所述第二感测电压获得的差值大于所述预设参考值的次数超过预设次数时，判断所述过电压被施加到所述第一开关元件或所述第四开关元件的两端。8.根据权利要求2所述的DC
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DC转换器，其中，所述预设参考值小于通过向由所述第一开关元件至所述第四开关元件限定的耐压施加预定裕度的所述耐压。
9.根据权利要求5所述的DC
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【专利技术属性】
技术研发人员：李羑钟，张智雄，李基宗，申相哲，
申请(专利权)人：起亚株式会社，
类型：发明
国别省市：