本发明专利技术涉及飞跨电容三电平BUCK电路及其控制方法，具体涉及一种基于双均压控制的飞跨电容三电平BUCK电路及其控制方法，用于解决现有的飞跨电容控制技术对于多种工况下的均压控制和预充电技术的集成优化，仍然缺乏全面解决方案的不足之处。该基于双均压控制的飞跨电容三电平BUCK电路及其控制方法包括直接均压飞跨电容三电平BUCK变换电路、自动均压控制电路，分别用于直接均压和间接均压，可以在各种工作状态下确保飞跨电容C2的电压均衡。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及飞跨电容三电平buck电路及其控制方法，具体涉及一种基于双均压控制的飞跨电容三电平buck电路及其控制方法。
技术介绍
1、带有飞跨电容的三电平buck拓扑是一种改进的电源管理电路，广泛应用于直流-直流降压转换器中。与传统的两电平buck电路相比，三电平拓扑通过增加中间电压电平，减少了开关器件的电压应力，从而提高了电路的转换效率。尤其在高压和大功率应用中，三电平buck电路的优势更加明显，能够有效减少开关损耗和电流纹波。
2、该电路的核心部件之一是飞跨电容，其作用是稳定中间电压电平，使开关管工作在较低的电压应力下。然而，飞跨电容的电压平衡控制一直是技术难点，尤其在轻载或者反向电流条件下，传统的均压控制方法往往难以实现有效控制。飞跨电容容量较小，使得电路对均压控制速度和精度提出了较高要求。此外，首次上电时，需要对飞跨电容进行预充电，这要求设计专门的预充电电路，以确保系统的正常启动。
3、现有的飞跨电容控制技术主要集中在单一问题的解决上，如电流方向控制或者轻载均压控制，然而，对于多种工况下的均压控制和预充电技术的集成优化，仍然缺乏全面的解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有的飞跨电容控制技术对于多种工况下的均压控制和预充电技术的集成优化，仍然缺乏全面解决方案的不足之处，而提供一种基于双均压控制的飞跨电容三电平buck电路及其控制方法。
2、为了解决上述现有技术所存在的不足之处，本专利技术提供了如下技术解决方案：
3、一种基于双均压控制的飞跨电容三电平buck电路，其特殊之处在于：包括直接均压飞跨电容三电平buck变换电路、自动均压控制电路；
4、所述直接均压飞跨电容三电平buck变换电路包括第一mos管s1、第二mos管s2、第三mos管s3、第四mos管s4，以及输出电容c1、飞跨电容c2、母线电容c3、滤波电感l1、电感l2、电流检测模块、电压采样模块和双向隔离dcdc；所述第一mos管s1的漏极连接直流侧输入vin，源极连接至第二mos管s2的漏极，第二mos管s2的源极连接至第三mos管s3的漏极和滤波电感l1的一端，第三mos管s3的源极连接至第四mos管s4的漏极，第四mos管s4的源极连接至地gnd；所述滤波电感l1的另一端连接到输出电容c1的一端作为buck端，且滤波电感l1另一端与输出电容c1一端之间设置有电流检测模块，用于采集负载侧输出il；所述输出电容c1的另一端连接到地gnd；所述飞跨电容c2两端分别连接第二mos管s2的漏极、第四mos管s4的漏极；所述母线电容c3两端分别连接直流侧输入vin和地gnd；所述双向隔离dcdc输入端的正极、负极分别连接直流侧输入vin、地gnd；双向隔离dcdc的输出端的正极与第二mos管s2的漏极之间串联所述电感l2，双向隔离dcdc的输出端的负极连接至第四mos管s4的漏极；所述电压采样模块用于分别采集母线电容c3两端的直流电压vm和飞跨电容c2两端的飞跨电容电压vcf；
5、所述自动均压控制电路用于根据直流电压vm、飞跨电容电压vcf的差值和负载侧输出il，生成四种带有死区保护的驱动信号，分别驱动第一mos管s1、第二mos管s2、第三mos管s3、第四mos管s4，实现对飞跨电容电压vcf的间接控制。
6、进一步地，所述自动均压控制电路包括飞跨电容电压自动单元和pwm发波单元；
7、所述飞跨电容电压自动单元包括电压调节单元、第一比较单元和信号选通单元，电压调节单元用于计算直流电压vm和飞跨电容电压vcf的差值并生成相应的控制信号输出至信号选通单元，第一比较单元用于接收负载侧输出il并生成信号con输出至信号选通单元，信号选通单元用于根据信号con切换不同的控制路径输出信号dx；
8、所述pwm发波单元包括占空比控制单元、三角波发生单元、比较单元和死区单元；所述占空比控制单元用于根据输入的占空比控制信号comp和所述信号dx，输出两个不同的信号comp1和信号comp2至比较单元；所述三角波发生单元用于生成三角波信号vramp，并输出至所述比较单元；比较单元用于分别比较信号comp1与三角波信号vramp、信号comp2与三角波信号vramp，输出占空比调制信号pwma、占空比调制信号pwmb至所述死区单元；死区单元用于生成四种带有死区保护的驱动信号，分别驱动第一mos管s1、第二mos管s2、第三mos管s3、第四mos管s4。
9、进一步地，所述电压调节单元包括第三比例单元、第二比例单元、第一求和单元、第一反向比例单元和双向限幅单元；
10、所述第三比例单元输入端用于输入直流电压vm，输出端连接第一求和单元的同相端，第一求和单元的反相端用于输入所述飞跨电容电压vcf，输出端依次连接所述第二比例单元、双向限幅单元，双向限幅单元的输出端连接选通单元的高电平输入端，并通过第一反向比例单元连接选通单元的低电平输入端。
11、进一步地，所述第一比较单元的同相输入端用于输入负载侧输出il，反相输入端接地gnd，输出端用于输出信号con作为选通单元的控制信号。
12、进一步地，所述占空比控制单元包括第二求和单元和第三求和单元，所述比较单元包括第二比较单元和第三比较单元；
13、所述第二求和单元的两个输入端分别用于输入占空比控制信号comp和所述信号dx，输出端用于输出信号comp1至所述第二比较单元的同相端；
14、所述第三求和单元的一个输入端通过第二反向比例单元连接占空比控制信号comp，另一个输入端用于输入所述信号dx，输出端用于输出信号comp2至所述第三比较单元的反相端；
15、所述三角波发生单元输出端分别连接所述第二比较单元的反相端、第三比较单元的同相端；第二比较单元输出端、第三比较单元输出端分别用于输出占空比调制信号pwma、占空比调制信号pwmb至死区单元。
16、进一步地，所述死区单元包括第一死区单元和第二死区单元；
17、所述第一死区单元用于接收占空比调制信号pwma，并生成互补带死区的第一驱动信号dr1和第四驱动信号dr4，第一驱动信号dr1用于驱动第一mos管s1，第四驱动信号dr4用于驱动第四mos管s4；
18、所述第二死区单元用于接收占空比调制信号pwmb，并生成互补带死区的第二驱动信号dr2和第三驱动信号dr3，第二驱动信号dr2用于驱动第二mos管s2，第三驱动信号dr3用于驱动第三mos管s3。
19、进一步地，所述电压采样模块包括第一电压采样电路和第二电压采样电路；第一电压采样电路的输入连接到母线电容c3的两端，用于采集直流电压vm；第二电压采样电路的输入连接到飞跨电容c2的两端，用于采集飞跨电容电压vcf。
20、一种上述基于双均压控制的飞跨电容三电平buck电路的控制方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：
21、步骤1、判断负载侧输出il是否小本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于双均压控制的飞跨电容三电平BUCK电路，其特征在于：包括直接均压飞跨电容三电平BUCK变换电路、自动均压控制电路；
2.根据权利要求1所述的基于双均压控制的飞跨电容三电平BUCK电路，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的基于双均压控制的飞跨电容三电平BUCK电路，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的基于双均压控制的飞跨电容三电平BUCK电路，其特征在于：
5.根据权利要求2所述的基于双均压控制的飞跨电容三电平BUCK电路，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的基于双均压控制的飞跨电容三电平BUCK电路，其特征在于：
7.根据权利要求1至6任一所述的基于双均压控制的飞跨电容三电平BUCK电路，其特征在于：
8.一种权利要求1所述的基于双均压控制的飞跨电容三电平BUCK电路的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的基于双均压控制的飞跨电容三电平BUCK电路的控制方法，其特征在于，所述步骤3具体为：
10.根据权利要求9所述的基于双均压控制的飞跨电容三电平BUCK电路的控制方法，其特征在于，所述步骤3.1具体为：
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【技术特征摘要】
1.一种基于双均压控制的飞跨电容三电平buck电路，其特征在于：包括直接均压飞跨电容三电平buck变换电路、自动均压控制电路；
2.根据权利要求1所述的基于双均压控制的飞跨电容三电平buck电路，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的基于双均压控制的飞跨电容三电平buck电路，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的基于双均压控制的飞跨电容三电平buck电路，其特征在于：
5.根据权利要求2所述的基于双均压控制的飞跨电容三电平buck电路，其特征在于：
6.根据权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：常军，武仲剑，南旭，李春龙，白小青，张建荣，
申请(专利权)人：西安爱科赛博电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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