[发明专利]一种基于交错升降压电路的电压平衡器

权利要求书

1.一种基于交错升降压电路的电压平衡器，包括直流链路（1）、双向交错升降压变换器（2）、输出滤波电路（3）及负载（4），其特征在于：所述双向交错升降压变换器（2）的正极端和负极端分别挂接在直流链路（1）的正电势链路（DC+）和负电势链路（DC-）上，所述双向交错升降压变换器（2）的公共端与输出滤波电路（3）的电容公共端连接构成中性线，由此构成双极性母线的配电形式。

2.根据权利要求1所述的一种基于交错升降压电路的电压平衡器，其特征在于：所述直流链路（1）包括正电势链路（DC+）、负电势链路（DC-）和解耦电容（C），所述解耦电容（C）的阳极和阴极分别跨接在（DC+）和（DC-）上。

3.根据权利要求1所述的一种基于交错升降压电路的电压平衡器，其特征在于：所述双向交错升降压变换器（2）由第一升降压电路和第二升降压电路组成，所述第一升降压电路由第一电感（L₁）、第一开关管（S₁）和第二开关管（S₂）组成，所述第二升降压电路由第二电感（L₂）、第三开关管（S₃）和第四开关管（S₄）组成；所述第一开关管（S₁）的漏极与正电势链路（DC+）相连，源极与第二开关管（S₂）的漏极对接，第二开关管（S₂）的源极与负电势链路（DC-）相连，第一电感（L₁）一端与第二开关管（S₂）的漏极对接，另一端与第一滤波电容（C₁）的阴极相连，所述第三开关管（S₃）的漏极与正电势链路（DC+）相连，源极与第四开关管（S₄）的漏极对接，第四开关管（S₄）的源极与负电势链路（DC-）相连，第二电感（L₂）一端与第四开关管（S₄）的漏极对接，另一端与第一滤波电容（C₁）的阴极相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于交错升降压电路的电压平衡器，其特征在于：所述输出滤波电路（3）包括第一滤波电容（C₁）和第二滤波电容（C₂），所述第一滤波电容（C₁）和第二滤波电容（C₂）串联，第一滤波电容（C₁）的阳极挂接在正电势链路（DC+）上，第二滤波电容（C₂）的阴极挂接在负电势链路（DC-）上，所述双向交错升降压变换器（2）的公共端，即第一电感（L₁）和第二电感（L₂）的公共端与输出滤波电路（3）的电容公共端连接构成中性线（L_N），由此结合正电势链路（DC+）和负电势链路（DC-）母线构成双极性母线的配电形式。

5.根据权利要求1所述的一种基于交错升降压电路的电压平衡器，其特征在于：所述负载（4）包括两类负载：平衡性负载（R）和不平衡性负载（R₁，R₂），所述平衡性负载（R）挂接在正电势链路（DC+）和负电势链路（DC-）之间，第一不平衡性负载（R₁）挂接在正电势链路（DC+）与中性线（L_N）之间，第二不平衡性负载（R₂）挂接在负电势链路（DC-）与中性线（L_N）之间。

6.根据权利要求3所述的一种基于交错升降压电路的电压平衡器，其特征在于：所述第一开关管（S₁）和第二开关管（S₂）工作于互补PWM驱动模式，所述第三开关管（S₃）和第四开关管（S₄）也工作于互补PWM驱动模式，使得所有开关管在较大范围内实现零电压开通，以减小开关损耗。

7.根据权利要求3所述的一种基于交错升降压电路的电压平衡器，其特征在于：所述第一开关管（S₁）和第三开关管（S₃）采用相差180o的交错控制，所述的第二开关管（S₂）和第四开关管（S₄）也采用相差180o的交错控制，使得流过电压平衡器中性点的电流几乎无脉动，进而减小直流链路上解耦电容的容量。