[发明专利]一种三电平升压电路及其控制方法

权利要求书

1.一种三电平升压电路，其特征在于，包括：直流电源DC、升压电感L1、功率开关管Q1、功率开关管Q2、输出母线滤波电容C1、输出母线滤波电容C2、功率开关管Q1的结电容C3、功率开关管Q2的结电容C4、功率二极管D1、功率二极管D2、功率二极管D3、续流二极管D4以及电容C5；其中，所述直流电源DC的正极连接升压电感L1的一端，直流电源DC的负极与功率开关管Q2的发射极、输出母线滤波电容C2的一端连接，升压电感L1的另一端与功率二极管D1的正极、功率开关管Q1的集电极连接，功率二极管D1的负极与电容C5的一端、功率二极管D2的正极、功率二极管D3的负极连接，电容C5的另一端与功率开关管Q1的发射极、功率开关管Q2的集电极、续流二极管D4的正极连接，结电容C3并接在功率开关管Q1的集电极与发射极之间，结电容C4并接在功率开关管Q2的集电极与发射极之间，功率二极管D3的正极与续流二极管D4的负极、输出母线滤波电容C1的一端、输出母线滤波电容C2的另一端连接，输出母线滤波电容C1的另一端与功率二极管D2的负极连接。

2.一种三电平升压电路的控制方法，其特征在于，该方法包括：

功率开关管Q1、功率开关管Q2的驱动时序为：每个周期内，初始状态功率开关管Q1和功率开关管Q2的门极驱动电压均为低电平；t1时间段内，功率开关管Q1的门极驱动电压为高电平、功率开关管Q2的门极驱动电压为低电平；之后，功率开关管Q1和功率开关管Q2的门极驱动电压均为高电平；t2时间段内，功率开关管Q1的门极驱动电压为高电平、功率开关管Q2的门极驱动电压为低电平；假设总母线电压为保持不变，该升压电路在工作的前x周期内，母线中点s的电位一直升高，假设母线中点s的电位升高至a时，母线中点s电位不再发生变化，始终为a；电容C5两端的电压为b，输出母线滤波电容C2两端的电压为a：

一、t1时间段内，功率开关管Q1开通，功率开关管Q2关断，电容C5电荷保持不变，不充电也不放电，电容C5两端的电压为b；

二、功率开关管Q1开通，功率开关管Q2开通，电容C5通过功率二极管D3被充电，充电电荷量为△Qc5，电容C5两端的电压由b变为a；

三、t2时间段内，功率开关管Q1开通，功率开关管Q2关断，电容C5通过功率开关管D2向总母线放电，放电电荷量为△Qc5，电容C5两端的电压由a变为b

四、功率开关管Q1关断，功率开关管Q2关断，电容C5电荷保持不变；

若每个周期内，t1和t2时间段中对输出母线滤波电容C2的充电电流的平均值为Ic2，则每个周期内对输出母线滤波电容C2的充电电荷量为△Qc2＝Ic2*(t1+t2)，每个周期内电容C5向总母线放电的电荷量为△Qc5，因为在整个周期内△Qc2＝△Qc5，所以输出母线中点s电压保持不变。