[实用新型]一种钳位型三电平升压功率变换电路结构

说明书

一种钳位型三电平升压功率变换电路结构，包括电源、电感、第一开关模块、第二开关模块、第一单向导通器件、第二单向导通器件、第三单向导通器件、第四单向导通器件、第五单向导通器件、输出上母线电、输出下母线电容及负载单元；本实用新型中第四单向导通器件和第五单向导通器件组成钳位模块，用于对第一单向导通器件D1和第二单向导通器件D2的均压，对第一开关模块T1和第二开关模块T2的均压，从而避免半导体器件过压击穿的问题。由于输入和输出为共地系统，解决了传统三电平Boost拓扑中共模干扰的问题。

技术领域

本申请涉及三电平升压功率变换电路技术领域，尤其涉及一种钳位型三电平升压功率变换电路结构。

背景技术

Boost电路泛指升压功率变换电路，即通过该电路实现输入一个电压，输出一个更高的电压，进而实现功率变换，一般将能够实现输入大于或等于三个电平的称之为多电平Boost电路。多电平Boost电路在相同的输入条件下，可以通过降低功率器件的电压应力，用较小耐压等级的器件实现较高等级的电压输出。与传统两电平Boost电路相比，多电平Boost电路能够实现中压大功率输出。

两电平Boost升压电路如图1所示，当应用在中压大功率情况下，图1中的T和D均需要高压器件，选择困难，价格高昂。通过用较小耐压等级器件的串联来实现较高等级的电压输出是一种常用的方法，如图 2所示。但器件的简单串联在使用过程中易发生不均压，导致个别器件承受较高的电压应力，进而发生过电压击穿。

图3为传统三电平Boost电路，在光伏上用作MPPT电路时，由于电源的正负与母线的正负均不等电位，导致产生较大的共模电压，影响电路和系统正常运行。

发明内容

本实用新型提供了一种钳位型三电平升压功率变换电路结构，能够解决现有技术中存在的器件串联使用不均压问题和电源的正负与母线的正负均不等电位造成的共模干扰问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种钳位型三电平升压功率变换电路结构，包括电源、电感L、第一开关模块T1、第二开关模块T2、第一单向导通器件D1、第二单向导通器件D2、第三单向导通器件D3，输出上母线电容Cbus+、输出下母线电容Cbus-以及负载单元；所述电源正极与电感L、第一开关模块T1、第二开关模块T2依次串联形成回路，所述第一单向导通器件D1的阳极与电感L和第一开关模块T1的串联节点相连接，第二单向导通器件D2 的阳极与第一单向导通器件D1的阴极相连接、所述输出上母线电容 Cbus+和下母线电容Cbus-依次串联，输出上母线电容Cbus+的另一端与第二单向导通器件D2的阴极相连接，下母线电容Cbus-的另一端与电源的负极相连接，所述第三单向导通器件D3的阳极与电源的正极相连接，第三单向导通器件D3的阴极与第二单向导通器件D2的阴极相连接。其特征在于所述升压功率变换电路还包括钳位模块。

所述钳位模块优选的一种电路为：包括第四单向导通器件D4，所述第四单向导通器件D4的阳极与第一开关模块T1和第二开关模块T2的串联节点相连接，所述第四单向导通器件D4的阴极与上母线电容Cbus+和下母线电容Cbus-串联节点相连接。

所述钳位模块优选的一种电路为：包括第四单向导通器件D4和第一阻容单元Z1，所述第四单向导通器件D4的阳极与第一开关模块T1和第二开关模块T2的串联节点相连接，所述第四单向导通器件D4的阴极与上母线电容Cbus+和下母线电容Cbus-串联节点相连接；所述第一阻容单元Z1与第一开关模块T1并联连接。

所述钳位模块优选的一种电路为：包括第五单向导通器件D5，所述第五单向导通器件D5的阳极与上母线电容Cbus+和下母线电容Cbus-串联节点相连接，所述第五单向导通器件D5的阴极与第一单向导通器件 D1和第二单向导通器件D2的串联节点相连接。