[发明专利]多输出升压DC-DC电源转换器

说明书

本发明涉及产生两个、三个或更多单独DC输出电压的多输出升压DC‑DC电源转换器，以及均使用多输出升压DC‑DC电源转换器的多电平电源逆变器和交流发电机。

技术领域

本发明涉及产生两个、三个或更多个单独的DC输出电压的多输出升压DC-DC电源转换器，以及涉及均使用该多输出升压DC-DC电源转换器的多电平电源逆变器和交流发电机。

背景技术

从像阳光和风的能源中提取的能量通常不适用于住宅和工业环境，因为大部分电气设备需要相对稳定的电压振幅(如120V或230V)以及相对稳定的频率(如50Hz或60Hz)两者。然而，使用用于平滑的电容元件以及用于将通常经由电池的直流电流/电压(DC)转换为交流(ac)电流/电压的电源逆变器可将从阳光或风能源中衍生的电力形成为稳定交流电(AC)。其他的能源，比如燃料电池，也需要电源逆变器以适应为AC设备供电。在其他情况下(比如，电动机情况下)，变频电流是期待的。电池供电的音频放大器也需要将直流转换为变频电流。

最常使用二电平和三电平逆变器以便将直流电源的电流转换为交流电流。两种类型均有多种拓扑结构，每种均有自己的一套优点和缺点。在一些情况下，三电平逆变器很有优势。然而，这种类型的逆变器需要三个电压电平，这本身导致比二电平逆变器更复杂的电路。此外，三电平逆变器自身需要的最小数量的电路部件比二电平逆变器更高。

节能多输出DC-DC电源转换器对降低经营成本和最小化碳排放量通常十分可取的，例如，可用于电源逆变器和AC发电机。

发明内容

本发明的各种实施方式提供了一种高效率的多输出升压DC-DC电源转换器，相较于现有技术的多输出DC-DC电源转换器，高效率的多输出升压DC-DC电源转换器具有较少的部件。通过使用，例如，多电平逆变器的当前DC-DC电源转换器，可简化整个电源逆变器的电路。

本发明的第一个方面涉及一种多输出升压DC-DC电源转换器(100)，包括半导体开关组件(101)，所述半导体开关组件(101)包括：

第一引线，所述第一引线包括串联连接的N个半导体开关，其中N为大于1的整数，所述第一引线的第一端连接到DC参考电位，所述第一引线的第二端连接到升压节点(222)，

第二引线，所述第二引线包括串联连接的N个半导体开关，所述第二引线的第一端连接到所述升压节点(222)，并且所述第二引线的第二端连接到提供所述DC-DC电源转换器的第一DC输出电压(Pvdd)的第一输出节点(224)，

电感(211)，所述电感具有连接到所述升压节点(222)的第一端以及能够连接到DC输入电压源(Vdd)的第二端，

第一电容器(212)，所述第一电容器(212)具有连接到所述第一引线的第一中间节点(221)的第一端以及连接到所述第二引线的第二中间节点(223)的第二端，

第一附加半导体开关(205)，用于选择性地将第二输出节点(225)与所述第一电容器的所述第一端耦合或从所述第一电容器的所述第一端解耦，以便经由所述第二输出节点(225)提供第二DC输出电压(1/2Pvdd)，

第二附加半导体开关(206)，用于选择性地将所述第二输出节点(225)与所述第一电容器(212)的所述第二端耦合或从所述第一电容器(212)的所述第二端解耦，或者如果存在第三输出节点(526)，将所述第三输出节点(526)与所述第一电容器(212)的所述第二端耦合或从所述第一电容器(212)的所述第二端解耦，

第二电容器(213)，所述第二电容器(213)连接在所述DC参考电位和所述第二输出节点(225)之间，

第三电容器(214)，所述第三电容器(214)连接在所述DC参考电位和所述第一输出节点(224)之间；