[发明专利]升降压型输出电压平衡电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电能变换装置中的直流非隔离变换装置，特别是一种升降压型输出电压平衡电路。

背景技术

在新能源发电系统中，自然环境的变化会引起风力发电、太阳能发电等输出电压会有很大的变化；在车载供电系统中，由于车速变化范围很宽，车载发电机的输出电压也随着车速变化而变化。在上述供发电系统中，输出电压有时会很高，而有时会很低，而无法满足负载对输入电压的要求。因此，升降压型变换电路被广泛地应用于其中。但是，传统的非隔离升降压变换电路的输出电压只有一种规格直流电压，无法同时满足各种后级各种功率变换器或用电设备对输入电压的要求：有的要求输入电压高，而有的要求输入电压低，有的还要求输入电压要平衡等。例如，半桥（包括三电平半桥）结构变换器需要输入端电压平衡（输入端直流分压电容要均压），否则，半桥变换器输出电压、电流波形就会发生畸变或无法很好地实现功率器件三电平状态，影响功率器件安全。如果传统的非隔离升降压变换电路的输出电压较高，通常采用电解电容串联；但是由于串联电解电容不可能做到阻抗特性完全一致，所以串联电容会出现不均压显现，这严重缩短电解电容寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对传统升降压变换器输出端只有一种直流电压而无法同时满足后级变换器或用电设备对输入电压平衡的要求的不足，提供一种结构更为合理、控制简单，并在输出端构造一根中线将高压直流输出变换成两个大小相等的直流电压，以解决输出高压时电解电容串联均压问题以及满足后级变换器或用电设备对输入电压平衡的要求的升降压型输出电压平衡电路。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种升降压型输出电压平衡电路及其控制方法，其电路特点是，

该电路包括输入直流电压源U_in、降压电路、升压平衡桥式电路；

所述的降压电路包括第一开关管S₁、第一续流二极管D₁、第一电感L₁和第二电感L₂，第一开关管S₁的集电极与输入电压源U_in正端相连接，第一开关管S₁的发射极分别与第一续流二极管D₁的阴极和第一电感L₁的一端相连接，第一续流二极管D₁的阳极分别与第二电感L₂的一端和输入电压源U_in负端相连接；

所述的升压平衡桥式电路包括第二续流二极管D₂、第二开关管S₂、第三开关管S₃、第三续流二极管D₃、第一滤波电容C₁和第二滤波电容C₂，第二续流二极管D₂的阴极与第一滤波电容C₁的一端相连接，第二续流二极管D₂的阳极分别与第一电感L₁另一端和第二开关管S₂的集电极相连接，第二开关管S₂的发射极分别与第三开关管S₃集电极、第一滤波电容C₁的另一端、第二滤波电容C₂的一端以及中线L_N相连接，第三开关管S₃发射极分别与第二电感L₂的另一端和第三续流二极管D₃的阴极相连接，第三续流二极管D₃的阳极与第二滤波电容C₂的另一端相连接。

本发明所述的升降压型输出电压平衡电路可以通过输出电压控制器、输出电压平衡控制器和PWM发生器进行的控制；