本发明专利技术提供一种多电平自均衡控制电路、直流转换系统及交直流转换系统，包括：分压单元，对输入电压进行分压；压控电荷源负载，基于分压单元的输出电压自适应调整电荷输入量，使分压单元的每个开关状态时间内流经压控电荷源负载的电荷总量与分压单元的输出电压正相关，通过负反馈实现对均衡控制；控制单元，联动控制分压单元及压控电荷源负载。本发明专利技术在分压单元或分流单元的输出侧连接一个有源负载，且满足流经有源负载的电量与当前分压单元或分流单元输出电量正相关，通过负反馈实现对分压单元或分流单元的自动均衡；同时联动控制前级电路和后级有源负载以减少对电流或者电压的采样以及控制的需求，从而节约了系统的成本并降低了系统的复杂度。低了系统的复杂度。低了系统的复杂度。
【技术实现步骤摘要】
多电平自均衡控制电路、直流转换系统及交直流转换系统
[0001]本专利技术涉及电路设计领域，特别是涉及一种多电平自均衡控制电路、直流转换系统及交直流转换系统。
技术介绍
[0002]直流变换装置被广泛应用于轨道交通、电力、储能、大功率传动等领域，而分压单元或分流单元是直流变换装置中不可或缺的一部分。在分压单元或者是分流单元中，为了确保电路的正常工作，需要满足均衡要求，而均衡问题往往比较难解决，通常需要采样若干个电压或者是若干个电流，并辅以均压均流控制策略；这种方式增加了系统的复杂度和成本。
[0003]因此，如何在实现分压或分流单元均衡的同时减小系统复杂度和成本，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
技术实现思路
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种多电平自均衡控制电路、直流转换系统及交直流转换系统，用于解决现有技术中分压单元和分流单元均衡方案的结构复杂、成本高等问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种多电平自均衡控制电路，所述多电平自均衡控制电路至少包括：
[0006]分压单元，接收输入电压，并对所述输入电压进行分压；
[0007]压控电荷源负载，连接于所述分压单元的输出端，基于所述分压单元的输出电压自适应调整所述压控电荷源负载的电荷输入量，使所述分压单元的每个开关状态时间内流经所述压控电荷源负载的电荷总量与所述分压单元的输出电压正相关，通过负反馈实现对所述分压单元的均衡控制；
[0008]控制单元，产生所述分压单元及所述压控电荷源负载的控制信号，联动控制所述分压单元及所述压控电荷源负载。
[0009]可选地，所述分压单元为开关和电容构成的拓扑结构。
[0010]更可选地，所述分压单元为飞跨电容变换器。
[0011]更可选地，所述飞跨电容变换器包括依次级联的N
‑
1级基本模块；各基本模块均包括电容、第一开关管及第二开关管；当前级第一开关管的一端连接当前级电容的上极板，另一端连接上一级电容的上极板，控制端连接开关控制信号；当前级第二开关管的一端连接当前级电容的下极板，另一端连接上一级电容的下极板，控制端连接开关控制信号；同一级基本模块中所述第一开关管与所述第二开关管互补导通，各级基本模块中第一开关管的开关控制信号依次错相预设角度，各级基本模块中第二开关管的开关控制信号依次错相所述预设角度；其中，N为大于等于3的自然数。
[0012]更可选地，所述压控电荷源负载为BUCK结构、BOOST结构或DCX
‑
LLC结构。
[0013]更可选地，所述控制单元基于所述分压单元的开关控制信号同步产生所述压控电荷源负载的控制的开关控制信号。
[0014]更可选地，所述控制单元基于所述压控电荷源负载的控制信号同步产生所述分压单元的开关控制信号。
[0015]更可选地，所述控制单元基于恒定导通时间控制的临界导通模式控制所述压控电荷源负载，并基于所述压控电荷源负载的控制信号同步产生所述分压单元的开关控制信号。
[0016]更可选地，所述控制单元包括：过零检测模块、导通时间控制模块、触发器及分压控制模块；所述过零检测模块检测所述压控电荷源负载中电感电流的过零点；所述导通时间控制模块连接所述过零检测模块的输出端，并接收所述压控电荷源负载的输出电压与参考电压的差值，对开关导通时间进行计时；所述触发器的输入端连接所述过零检测模块及所述导通时间控制模块的输出端，当所述电感电流过零时产生主开关导通信号，当导通时间达到预设值时产生主开关关断信号；所述分压控制模块连接所述过零检测模块的输出端，基于所述过零检测信号同步产生所述分压单元的开关控制信号。
[0017]更可选地，所述控制单元基于峰值电流控制的临界导通模式控制所述压控电荷源负载，并基于所述压控电荷源负载的控制信号同步产生所述分压单元的开关控制信号。
[0018]更可选地，所述控制单元包括：过零检测模块、比较模块、触发器及分压控制模块；所述过零检测模块检测所述压控电荷源负载中电感电流的过零点；所述比较模块将内环峰值电流参考电流与所述电感电流进行比较，并输出比较结果；所述触发器的输入端连接所述过零检测模块及所述比较模块的输出端，当所述电感电流过零时产生主开关导通信号，当所述电感电流达到内环峰值电流参考电流时产生主开关关断信号；所述分压控制模块连接所述过触发器的输出端，基于所述触发器的输出信号同步产生所述分压单元的开关控制信号。
[0019]更可选地，所述控制单元基于定频控制模式控制所述压控电荷源负载，并基于所述压控电荷源负载的控制信号同步产生所述分压单元的开关控制信号。
[0020]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种多电平自均衡控制电路，所述多电平自均衡控制电路至少包括：
[0021]分流单元，接收输入电流，并对所述输入电流进行分压；
[0022]流控电压源负载，连接于所述分流单元的输出端，基于所述分流单元的输出电流自适应调整所述流控电压源负载的伏秒输入量，使所述分流单元的每个开关状态时间内流经所述流控电压源负载的伏秒总量与所述分流单元的输出电流正相关，通过负反馈实现对所述分流单元的均衡控制；
[0023]控制电路，产生所述分流单元及所述流控电压源负载的控制信号，联动控制所述分流单元及所述流控电压源负载。
[0024]可选地，所述分流单元为开关和电感构成的拓扑结构。
[0025]更可选地，所述控制单元基于所述分压单元的开关控制信号同步产生所述压控电荷源负载的控制的开关控制信号。
[0026]更可选地，所述控制单元基于所述压控电荷源负载的控制信号同步产生所述分压单元的开关控制信号。
[0027]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种直流转换系统，所述直流转换系统至少包括：直流电源及上述多电平自均衡控制电路；所述直流电源连接于所述多电平自均衡控制电路的输入端。
[0028]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种交直流转换系统，所述交直流转换系统至少包括：交流电源、整流电路及上述多电平自均衡控制电路；所述整流电路的输入端连接所述交流电源，输出端连接所述多电平自均衡控制电路的输入端。
[0029]如上所述，本专利技术的多电平自均衡控制电路、直流转换系统及交直流转换系统，具有以下有益效果：
[0030]本专利技术的多电平自均衡控制电路、直流转换系统及交直流转换系统在分压单元或分流单元的输出侧连接一个有源负载，且满足流经有源负载的电量与当前分压单元或分流单元输出电量正相关，通过负反馈实现对分压单元或分流单元的自动均衡；同时联动控制前级电路(分压单元或分流单元)和后级有源负载以减少对电流或者电压的采样以及控制的需求，从而节约了系统的成本并降低了系统的复杂度。
附图说明
[0031]图1显示为本专利技术的多电平自均衡控制电路的原理示意图。
[0032]图2显示为本专利技术的多电平自均衡控制电路的一种结构示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多电平自均衡控制电路，其特征在于，所述多电平自均衡控制电路至少包括：分压单元，接收输入电压，并对所述输入电压进行分压；压控电荷源负载，连接于所述分压单元的输出端，基于所述分压单元的输出电压自适应调整所述压控电荷源负载的电荷输入量，使所述分压单元的每个开关状态时间内流经所述压控电荷源负载的电荷总量与所述分压单元的输出电压正相关，通过负反馈实现对所述分压单元的均衡控制；控制单元，产生所述分压单元及所述压控电荷源负载的控制信号，联动控制所述分压单元及所述压控电荷源负载。2.根据权利要求1所述的多电平自均衡控制电路，其特征在于：所述分压单元为开关和电容构成的拓扑结构。3.根据权利要求2所述的多电平自均衡控制电路，其特征在于：所述分压单元为飞跨电容变换器。4.根据权利要求3所述的多电平自均衡控制电路，其特征在于：所述飞跨电容变换器包括依次级联的N
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1级基本模块；各基本模块均包括电容、第一开关管及第二开关管；当前级第一开关管的一端连接当前级电容的上极板，另一端连接上一级电容的上极板，控制端连接开关控制信号；当前级第二开关管的一端连接当前级电容的下极板，另一端连接上一级电容的下极板，控制端连接开关控制信号；同一级基本模块中所述第一开关管与所述第二开关管互补导通，各级基本模块中第一开关管的开关控制信号依次错相预设角度，各级基本模块中第二开关管的开关控制信号依次错相所述预设角度；其中，N为大于等于3的自然数。5.根据权利要求2
‑
4任意一项所述的多电平自均衡控制电路，其特征在于：所述压控电荷源负载为BUCK结构、BOOST结构或DCX
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LLC结构。6.根据权利要求5所述的多电平自均衡控制电路，其特征在于：所述控制单元基于所述分压单元的开关控制信号同步产生所述压控电荷源负载的控制的开关控制信号。7.根据权利要求5所述的多电平自均衡控制电路，其特征在于：所述控制单元基于所述压控电荷源负载的控制信号同步产生所述分压单元的开关控制信号。8.根据权利要求7所述的多电平自均衡控制电路，其特征在于：所述控制单元基于恒定导通时间控制的临界导通模式控制所述压控电荷源负载，并基于所述压控电荷源负载的控制信号同步产生所述分压单元的开关控制信号。9.根据权利要求8所述的多电平自均衡控制电路，其特征在于：所述控制单元包括：过零检测模块、导通时间控制模块、触发器及分压控制模块；所述过零检测模块检测所述压控电荷源负载中电感电流的过零点；所述导通时间控制模块连接所述过零检测模块的输出端，并接收所述压控电荷源负载的输出电压与参考电压的差值，对开关导通时间进行计时；所述触发器的输入端连接所述过零检测模块及所述导通时间控制模块的输出端，当所述电感电流过零时产生主开关导通信号，当导通时间达到预设值时产生主开关...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐雨，陈威，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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