一种具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器制造技术

本公开涉及具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器，包括：电感，串联于开关节点与供输出电压输出的输出端子之间；输出电容，连接于输出端子与接地端子之间；第一开关，连接于供输入电压输入的输入端子与上板节点之间；第二开关，连接于上板节点与开关节点之间；第三开关，连接于开关节点与底板节点之间；第四开关，连接于底板节点与接地端子之间；飞跨电容，连接于上板节点与底板节点之间；平衡开关，连接于开关节点与平衡节点之间；上部平衡电容，连接于输入端子与平衡节点之间；底部平衡电容，连接于平衡节点与接地端子之间。本公开均匀地施加开关两端的电压以提高效率，且减小电感电流纹波，可以实现高速飞跨电容电压平衡。可以实现高速飞跨电容电压平衡。可以实现高速飞跨电容电压平衡。

【技术实现步骤摘要】
一种具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器


[0001]本申请要求于2022年6月7日提交的申请号为第10
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2022
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0069092号的韩国专利申请的优先权，该申请的全部内容在此通过引用被并入本申请中。

技术介绍

[0002]本公开涉及一种具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器。更具体而言，本公开涉及一种具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器，其通过在三电平变换器中使用简单的电路实现飞跨电容电压均衡，从而均匀地施加开关两端的电压以可以提高效率，并且减小电感电流纹波，可以实现高速飞跨电容电压平衡。
[0003]通常，与二电平降压转换器或者二电平升压转换器相比，三电平降压转换器或者三电平升压转换器可以使用具有较低耐压的开关，即使在使用具有较低电感值的电感的情况下，也可以减小电流纹波，结果可以提高转换器的效率。
[0004]然而，在三电平降压升压转换器或者三电平升压转换器中，当飞跨电容电压不平衡时，开关上的电压应力增大并且发生额外的损耗。因此，为了保持三电平降压升压变换器或者三电平转换器的优点，重要的是保持飞跨电容电压平衡，但是现有技术没有对此的有效方法。

技术实现思路

[0005]本公开提供一种三电平转换器，其通过在三电平降压升压变换器中使用简单的电路实现飞跨电容电压均衡，从而均匀地施加开关两端的电压以可以提高效率，并且减小电感电流纹波。
[0006]本公开提供可以实现高速飞跨电容电压平衡的三电平转换器。
[0007]根据本专利技术的第一方面，具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器，包括：电感，所述电感串联于开关节点与供输出电压输出的输出端子之间；输出电容，所述输出电容连接于输出端子与接地端子之间；第一开关，所述第一开关连接于供输入电压输入的输入端子与上板节点之间；第二开关，所述第二开关连接于上板节点与开关节点之间；第三开关，所述第三开关连接于开关节点与底板节点之间；第四开关，所述第四开关连接于底板节点与接地端子之间；飞跨电容，所述飞跨电容连接于上板节点与底板节点之间；平衡开关，所述平衡开关连接于开关节点与平衡节点之间；上部平衡电容，所述上部平衡电容连接于输入端子与平衡节点之间；及底部平衡电容，所述底部平衡电容连接于平衡节点与接地端子之间。
[0008]根据本专利技术的第一方面的具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器中，飞跨电容可以在三电平转换器工作中的一部分时间期间与上部平衡电容并联，可以在三电平转换器工作中的另一部分时间期间与底部平衡电容并联。
[0009]根据本专利技术的第一方面的具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器中，飞跨电容的电压可以具有与上部均衡电容的电压及底部均衡电容的电压相同的值。
[0010]根据本专利技术的第一方面的具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器中，飞跨电容的电压、上部均衡电容的电压和底部均衡电容的电压可以保持将输入电压除以2所得的值。
[0011]根据本专利技术的第一方面的具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器中，当占空比D约小于0.5时，在第一时间期间，第一开关、第三开关和平衡开关可以导通，第二开关和第四开关可以断开，从而飞跨电容和上部平衡电容可以并联，在经过第一时间后，在接续第一时间的第二时间期间，第三开关和第四开关可以导通，第一开关、第二开关和平衡开关可以断开，在经过第二时间后，在与第一时间相同的第三时间期间，第二开关、第四开关和平衡开关可以导通，第一开关和第三开关可以断开，从而飞跨电容和底部平衡电容可以并联，在经过第三时间后，在与第二时间相同的第四时间期间，第三开关和第四开关可以导通，第一开关、第二开关和平衡开关可以断开。
[0012]根据本专利技术的第一方面的具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器中，当占空比D约为0.5时，在第五时间期间，第一开关、第三开关和平衡开关可以导通，第二开关和第四开关可以断开，从而飞跨电容和上部平衡电容可以并联，在经过第五时间后，在与第五时间相同的第六时间期间，第二开关、第四开关和平衡开关可以导通，第一开关和第三开关可以断开，从而飞跨电容和底部平衡电容可以并联。
[0013]根据本专利技术的第一方面的具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器中，当占空比D约大于0.5时，在第七时间期间，第一开关、第三开关和平衡开关可以导通，第二开关和第四开关可以断开，从而飞跨电容和上部平衡电容可以并联，在经过第七时间后，在接续第七时间的第八时间期间，第一开关和第二开关可以导通，第三开关、第四开关和平衡开关可以断开，在经过第八时间后，在与第七时间相同的第九时间期间，第二开关、第四开关和平衡开关可以导通，第一开关和第三开关可以断开，从而飞跨电容和底部平衡电容可以并联，在经过第九时间后，在与第九时间相同的第十时间期间，第一开关和第二开关可以导通，第三开关、第四开关和平衡开关可以断开。
[0014]根据本专利技术的第二方面，具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器，包括：电感，所述电感串联连接于开关节点与供输入电压输入的输入端子之间；第一开关，所述第一开关连接于供输出电压输出的输出端子与上板节点之间；输出电容，所述输出电容连接于所述输出端子与接地端子之间；第二开关，所述第二开关连接于所述上板节点与所述开关节点之间；第三开关，所述第三开关连接于所述开关节点与底板节点之间；第四开关，所述第四开关连接于所述底板节点与所述接地端子之间；飞跨电容，所述飞跨电容连接于所述上板节点与所述底板节点之间；均衡开关，所述均衡开关连接于所述开关节点与均衡节点之间；上部均衡电容，所述上部均衡电容连接于所述输出端子与所述均衡节点之间；及底部均衡电容，所述底部均衡电容连接于所述均衡节点与所述接地端子之间。
[0015]根据本专利技术的第二方面的具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器中，飞跨电容可以在三电平转换器工作中的一部分时间期间与上部平衡电容并联，可以在三电平转换器工作中的另一部分时间期间与底部平衡电容并联。
[0016]根据本专利技术的第二方面的具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器中，飞跨电容的电压可以具有与上部均衡电容的电压和底部均衡电容的电压相同的值。
[0017]根据本专利技术的第二方面的具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器中，飞跨电
容的电压、上部均衡电容的电压和底部均衡电容的电压可以保持将输出电压除以2所得的值。
[0018]根据本专利技术的第二方面的具备飞跨电容电压均衡电路的三电平转换器中，当占空比D约小于0.5时，在第一时间期间，第一开关、第三开关和平衡开关可以导通，第二开关和第四开关可以断开，从而飞跨电容和上部平衡电容可以并联，在经过第一时间后，在接续第一时间的第二时间期间，第一开关和第二开关可以导通，第三开关、第四开关和平衡开关可以断开，在经过第二时间后，在与第一时间相同的第三时间期间，第二开关、第四开关和平衡开关可以导通，第一开关和第三开关可以断开，从而飞跨电容和底部平衡电容可以并联，在经过第三时间后，在与第二时间相同的第四时间期间，第一开关和第二开关可以导通，第三开关、第四开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三电平转换器，包括：电感，所述电感串联于开关节点与供输出电压输出的输出端子之间；输出电容，所述输出电容连接于所述输出端子与接地端子之间；第一开关，所述第一开关连接于供输入电压输入的输入端子与上板节点之间；第二开关，所述第二开关连接于所述上板节点与所述开关节点之间；第三开关，所述第三开关连接于所述开关节点与底板节点之间；第四开关，所述第四开关连接于所述底板节点与所述接地端子之间；飞跨电容，所述飞跨电容连接于所述上板节点与所述底板节点之间；均衡开关，所述均衡开关连接于所述开关节点与均衡节点之间；上部均衡电容，所述上部均衡电容连接于所述输入端子与所述均衡节点之间；及底部均衡电容，所述底部均衡电容连接于所述均衡节点与所述接地端子之间。2.根据权利要求1所述的三电平转换器，其中，所述飞跨电容在所述三电平转换器运转中的一部分时间期间与所述上部均衡电容并联连接，在所述三电平转换器运转中的其他时间期间与所述底部均衡电容并联连接。3.根据权利要求2所述的三电平转换器，其中，所述飞跨电容的电压具有与所述上部均衡电容的电压及所述底部均衡电容的电压相同的值。4.根据权利要求3所述的三电平转换器，其中，所述飞跨电容的电压、所述上部均衡电容的电压和所述底部均衡电容的电压保持将输入电压除以2所得的值。5.根据权利要求1所述的三电平转换器，其中，当占空比D大致小于0.5时，在第一时间期间，所述第一开关、所述第三开关和所述均衡开关导通，所述第二开关和所述第四开关关断，从而所述飞跨电容与所述上部均衡电容并联连接，在经过所述第一时间后，在接续所述第一时间的第二时间期间，所述第三开关和所述第四开关导通，所述第一开关、所述第二开关和所述均衡开关关断，在经过所述第二时间后，在与所述第一时间相同的第三时间期间，所述第二开关、所述第四开关和所述均衡开关导通，所述第一开关和所述第三开关关断，从而所述飞跨电容与所述底部均衡电容并联连接，在经过所述第三时间时，在与所述第二时间相同的第四时间期间，所述第三开关和所述第四开关导通，所述第一开关、所述第二开关和所述均衡开关关断。6.根据权利要求1所述的三电平转换器，其中，当占空比D大致为0.5时，在第五时间期间，所述第一开关、所述第三开关和所述均衡开关导通，所述第二开关和所述第四开关关断，从而所述飞跨电容与所述上部均衡电容并联连接，在经过所述第五时间后，在与所述第五时间相同的第六时间期间，所述第二开关、所述第四开关和所述均衡开关导通，所述第一开关和所述第三开关关断，从而所述飞跨电容与所述底部均衡电容并联连接。7.根据权利要求1所述的三电平转换器，其中，
当占空比D大致大于0.5时，在第七时间期间，所述第一开关、所述第三开关和所述均衡开关导通，所述第二开关和所述第四开关关断，从而所述飞跨电容和所述上部均衡电容并联连接，在经过所述第七时间后，在接续所述第七时间的第八时间期间，所述第一开关和所述第二开关导通，所述第三开关、所述第四开关和所述均衡开关关断，在经过所述第八时间后，在与所述第七时间相同的第九时间期间，所述第二开关、所述第四开关和所述均衡开关导通，所述第一开关和所述第三开关关断，从而所述飞跨电容与所述底部均衡电容并联连接，在经过所述第九时间后，在与所述第九时间相同的第十时间期间，所述第一开关和所述第二开关导通，所述第三开关、所述第四开关和所述均衡开关关断。8.一种三电平...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔載淳，李學熙，崔碩文，
申请(专利权)人：杭州芯迈半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：