一种三电平升压电路、控制器、电器装置以及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于电路技术领域，尤其涉及一种三电平升压电路、控制器、电器装置以及控制方法，三电平升压电路包括输入电源、升压电感、第一开关管、第一结电容、第二开关管、第二结电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一平衡电容、第二平衡电容以及输出母线滤波电容，设有第一平衡电容和第二平衡电容，在满足输出电压的基础上，控制第二平衡电容的充电时间长于第一平衡电容的充电时间，最终实现充电电压较高的第二平衡电容给充电电压较低的第一平衡电容放电，实现二者电压平衡，整体电路简单，且成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种三电平升压电路、控制器、电器装置以及控制方法
本专利技术属于电路
，尤其涉及一种三电平升压电路、控制器、电器装置以及控制方法。
技术介绍
升压电路为常见的电路，其通过开关管导通和关断来控制电感储存和释放能量，从而使输出电压比输入电压高。图1示出了现有常用的三电平升压电路，第一开关管Q1和第二开关管存在开关时序的要求，第一开关管Q1需要先于第二开关管Q2导通，并晚于第二开关管Q2关断。如果第二开关管Q2先导通的话，第一开关管Q1会承受全部母线电压；同理，在第一开关管Q1和第二开关管Q2同时导通的时候，先关断第一开关管Q1，也会造成第一开关管Q1承受全部母线电压。由于上述时序的要求，在一个开关周期中，第一开关管Q1导通的时间比第二开关管Q2导通的时间要长，会造成输出正负母线电容Cout1和Cout2电压不平衡，并且母线电容Cout2的电压比母线电容Cout1的电压高。为了解决输出母线的电压平衡问题，现有需要在输出母线上单独增加电压平衡装置。现有的电压平衡装置通过能量转换电路，如Buck电路，在Buck电路中，输入是母线电容Cout1的电压，输出是母线电容Cout2的电压，使得母线电容Cout1和母线电容Cout2的电压平衡。但是，由于母线电容Cout1和母线电容Cout2不是共地系统，则还需要增加隔离变压器以及相关控制电路，导致增加了电路复杂度和整体系统成本。
技术实现思路
本专利技术提供一种三电平升压电路，旨在解决现有的平衡装置电路复杂且成本高的技术问题。本专利技术是这样实现的，提供一种三电平升压电路，包括输入电源、升压电感、第一开关管、第一结电容、第二开关管、第二结电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一平衡电容、第二平衡电容以及输出母线滤波电容；其中，所述输入电源的正极连接所述升压电感一端，所述输入电源的负极分别连接所述第二开关管的发射极、所述第二平衡电容一端以及所述输出母线滤波电容一端，所述升压电感另一端分别连接所述第一开关管的集电极以及所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极分别连接所述第一平衡电容一端、所述第二二极管的正极以及所述第三二极管的负极，所述第一平衡电容另一端分别连接所述第一开关管的发射极、所述第二开关管的集电极以及所述第四二极管的正极，所述第四二极管的负极分别连接所述第三二极管的正极以及所述第二平衡电容另一端，所述第二二极管的负极连接所述输出母线滤波电容另一端，所述第一结电容并接所述第一开关管，所述第二结电容并接所述第二开关管。本专利技术还提供一种三电平升压电路，包括输入电源、升压电感、第一开关管、第一结电容、第二开关管、第二结电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一平衡电容、第二平衡电容以及输出母线滤波电容；其中，所述输入电源的正极连接所述升压电感一端，所述输入电源的负极分别连接所述第二开关管的发射极以及所述输出母线滤波电容一端，所述升压电感另一端分别连接所述第一开关管的集电极以及所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极分别连接所述第一平衡电容一端、所述第二二极管的正极以及所述第三二极管的负极，所述第一平衡电容另一端分别连接所述第一开关管的发射极、所述第二开关管的集电极以及所述第四二极管的正极，所述第四二极管的负极分别连接所述第三二极管的正极以及所述第二平衡电容一端，所述第二平衡电容另一端分别连接所述第二二极管的负极以及所述输出母线滤波电容另一端，所述第一结电容并接所述第一开关管，所述第二结电容并接所述第二开关管。本专利技术还提供一种三电平升压电路，包括输入电源、升压电感、第一开关管、第一结电容、第二开关管、第二结电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一平衡电容、第二平衡电容以及输出母线滤波电容；其中，所述输入电源的正极分别连接所述第二开关管的集电极、所述第二平衡电容一端以及所述输出母线滤波电容一端，所述输入电源的负极连接所述升压电感一端，所述升压电感另一端分别连接所述第一开关管的发射极以及所述第一二极管的负极，所述第一二极管的正极分别连接所述第一平衡电容一端、所述第三二极管的正极以及所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接所述输出母线滤波电容另一端，所述第二开关管的发射极分别连接所述第一开关管的集电极、所述第一平衡电容另一端以及所述第四二极管的负极，所述第四二极管的正极分别连接所述第二平衡电容另一端以及所述第三二极管的负极，所述第一结电容并接所述第一开关管，所述第二结电容并接所述第二开关管。本专利技术还提供一种三电平升压电路，包括输入电源、升压电感、第一开关管、第一结电容、第二开关管、第二结电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一平衡电容、第二平衡电容以及输出母线滤波电容；其中，所述输入电源的正极分别连接所述第二开关管的集电极以及所述输出母线滤波电容一端，所述输入电源的负极连接所述升压电感一端，所述升压电感另一端分别连接所述第一开关管的发射极以及所述第一二极管的负极，所述第一二极管的正极分别连接所述第一平衡电容一端、所述第三二极管的正极以及所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极分别连接所述第二平衡电容一端以及所述输出母线滤波电容另一端，所述第四二极管的正极分别连接所述第三二极管的负极以及所述第二平衡电容另一端，所述第二开关管的发射极分别连接所述第一开关管的集电极、所述第一平衡电容另一端以及所述第四二极管的负极，所述第一结电容并接所述第一开关管，所述第二结电容并接所述第二开关管。更进一步地，所述输入电源为输入电容。本专利技术还提供一种控制器，所述控制器包括如上所述的三电平升压电路。本专利技术还提供一种电器装置，所述电器装置包括如上所述的三电平升压电路。本专利技术还提供一种控制方法，用于控制如上所述的三电平升压电路，所述控制方法包括以下步骤：设定开关周期，所述开关周期包括第一时间、第二时间、第三时间以及第四时间；为所述第一平衡电容和所述第二平衡电容预充到输出电压一半的电压；在第一时间，控制所述第一开关管导通；在第二时间，控制所述第二开关管导通；在第三时间，控制所述第二开关管关断；在第四时间，控制所述第一开关管关断；其中，在每个开关周期内，所述第一开关管单独导通的时间长于所述第二开关管单独导通的时间。本专利技术还提供一种控制方法，用于控制如上所述的三电平升压电路，所述控制方法包括以下步骤：设定开关周期，所述开关周期包括第一时间、第二时间、第三时间以及第四时间；为所述第一平衡电容和所述第二平衡电容预充到输出电压一半的电压；在第一时间，控制所述第一开关管导通；在第二时间，控制所述第二开关管导通；在第三时间，控制所述第一开关管关断；在第四时间，控制所述第二开关管关断；其中，在每个开关周期内，所述第一开关管单独导通的时间长于所述第二开关管单独导通的时间。本专利技术还提供一种控制方法，用于控制如上所述的三电平升压电路，所述控制方法包括以下步骤：设定开关周期，所述开关周期包括第一时间、第二时间、第三时间以及第四时间；为所述第一平衡电容和所述第二平衡电容预充到输出电压一半的电压；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三电平升压电路，其特征在于，包括输入电源、升压电感、第一开关管、第一结电容、第二开关管、第二结电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一平衡电容、第二平衡电容以及输出母线滤波电容；其中，/n所述输入电源的正极连接所述升压电感一端，所述输入电源的负极分别连接所述第二开关管的发射极、所述第二平衡电容一端以及所述输出母线滤波电容一端，所述升压电感另一端分别连接所述第一开关管的集电极以及所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极分别连接所述第一平衡电容一端、所述第二二极管的正极以及所述第三二极管的负极，所述第一平衡电容另一端分别连接所述第一开关管的发射极、所述第二开关管的集电极以及所述第四二极管的正极，所述第四二极管的负极分别连接所述第三二极管的正极以及所述第二平衡电容另一端，所述第二二极管的负极连接所述输出母线滤波电容另一端，所述第一结电容并接所述第一开关管，所述第二结电容并接所述第二开关管。/n

【技术特征摘要】
1.一种三电平升压电路，其特征在于，包括输入电源、升压电感、第一开关管、第一结电容、第二开关管、第二结电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一平衡电容、第二平衡电容以及输出母线滤波电容；其中，
所述输入电源的正极连接所述升压电感一端，所述输入电源的负极分别连接所述第二开关管的发射极、所述第二平衡电容一端以及所述输出母线滤波电容一端，所述升压电感另一端分别连接所述第一开关管的集电极以及所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极分别连接所述第一平衡电容一端、所述第二二极管的正极以及所述第三二极管的负极，所述第一平衡电容另一端分别连接所述第一开关管的发射极、所述第二开关管的集电极以及所述第四二极管的正极，所述第四二极管的负极分别连接所述第三二极管的正极以及所述第二平衡电容另一端，所述第二二极管的负极连接所述输出母线滤波电容另一端，所述第一结电容并接所述第一开关管，所述第二结电容并接所述第二开关管。


2.一种三电平升压电路，其特征在于，包括输入电源、升压电感、第一开关管、第一结电容、第二开关管、第二结电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一平衡电容、第二平衡电容以及输出母线滤波电容；其中，
所述输入电源的正极连接所述升压电感一端，所述输入电源的负极分别连接所述第二开关管的发射极以及所述输出母线滤波电容一端，所述升压电感另一端分别连接所述第一开关管的集电极以及所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极分别连接所述第一平衡电容一端、所述第二二极管的正极以及所述第三二极管的负极，所述第一平衡电容另一端分别连接所述第一开关管的发射极、所述第二开关管的集电极以及所述第四二极管的正极，所述第四二极管的负极分别连接所述第三二极管的正极以及所述第二平衡电容一端，所述第二平衡电容另一端分别连接所述第二二极管的负极以及所述输出母线滤波电容另一端，所述第一结电容并接所述第一开关管，所述第二结电容并接所述第二开关管。


3.一种三电平升压电路，其特征在于，包括输入电源、升压电感、第一开关管、第一结电容、第二开关管、第二结电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一平衡电容、第二平衡电容以及输出母线滤波电容；其中，
所述输入电源的正极分别连接所述第二开关管的集电极、所述第二平衡电容一端以及所述输出母线滤波电容一端，所述输入电源的负极连接所述升压电感一端，所述升压电感另一端分别连接所述第一开关管的发射极以及所述第一二极管的负极，所述第一二极管的正极分别连接所述第一平衡电容一端、所述第三二极管的正极以及所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接所述输出母线滤波电容另一端，所述第二开关管的发射极分别连接所述第一开关管的集电极、所述第一平衡电容另一端以及所述第四二极管的负极，所述第四二极管的正极分别连接所述第二平衡电容另一端以及所述第三二极管的负极，所述第一结电容并接所述第一开关管，所述第二结电容并接所述第二开关管。


4.一种三电平升压电路，其特征在于，包括输入电源、升压电感、第一开关管、第一结电容、第二开关管、第二结电容、第一二极管、第二二极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗劼，赵龙，刘金明，赵华泉，
申请(专利权)人：上能电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32