[发明专利]一种三电平降压电路及其控制方法

权利要求书

1.一种三电平降压电路，其特征在于，该电路包括：直流电源DC、输入母线滤波电容C1、输入母线滤波电容C2、功率开关管Q1、功率开关管Q2、功率开关管Q1的结电容C3、功率开关管Q2的结电容C4、电容C5、功率二极管D1、功率二极管D2、功率二极管D3、功率二极管D4、升压电感L1以及电容C6；所述直流电源DC的正极与输入母线滤波电容C1的一端、功率开关管Q1的集电极连接，直流电源DC的负极与输入母线滤波电容C2的一端、功率二极管D2的正极、电容C6的一端连接，输入母线滤波电容C1的另一端与输入母线滤波电容C2的另一端、功率二极管D3的正极、功率二极管D4的负极连接，功率二极管D3的负极与功率开关管Q1的发射极、电容C5的一端、功率开关管Q2的集电极连接，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，电容C5的另一端与功率二极管D4的正极、功率二极管D1的正极、功率二极管D2的负极连接，功率二极管D1的负极与功率开关管Q2的发射极、升压电感L1的一端连接，升压电感L1的另一端与电容C6的另一端连接。

2.一种三电平降压电路控制方法，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，该降压电路在工作的前x周期内，功率二极管D3正极与功率二极管D4负极的结点m点的电位一直降低，假设m点的电位降低至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关断，功率开关管Q2开通，持续t1时间，电容C5既不充电也不放电，电容C5两端电压为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D4和输入滤波电容C2这一回路被充电，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关断，功率开关管Q2开通，持续t2时间，电容C5通过功率二极管D2放电，放电电荷量为△Qc5，电压由原来的a降低至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的放电电流的平均值为Ic2，则每个周期内对输出母线滤波电容C2的放电电荷量为△Qc2＝Ic2*(t1+t2)，每个周期内电容C5向总母线充电的电荷量为△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。