[发明专利]平衡多电平DC-DC转换器设备

权利要求书

1.一种设备，包括：

电容器串，所述电容器串包括串联耦接的至少两个电容器；

开关电路，所述开关电路包括第一端口和第二端口，所述第一端口具有分别连接到所述电容器串的第一端部节点和第二端部节点的第一端子和第二端子，所述第二端口被配置为耦接到储能装置，所述开关电路被配置为将所述第二端口的第一端子和第二端子选择性地连接到所述电容器串的第一端部节点、第二端部节点和至少一个互连节点；

至少一个电感器，所述至少一个电感器被配置为与所述开关电路的所述第二端口和所述储能装置串联耦接；

充电开关，所述充电开关被配置为将所述第二端口的所述第一端子直接连接到所述第二端口的所述第二端子；以及

控制电路，所述控制电路被配置为在第一间隔中闭合所述充电开关以从所述储能装置对所述电感器进行充电并且在第二间隔中选择性地闭合所述开关电路的至少两个开关以从被充电的至少一个电感器选择性地对所述电容器串中的所述电容器进行充电。

2.根据权利要求1所述的设备：

其中所述开关电路包括：至少一个第一开关，所述至少一个第一开关被配置为将所述第一端口的所述第一端子连接到所述第二端口的所述第一端子；至少一个第二开关，所述至少一个第二开关被配置为将所述第一端口的所述第二端子连接到所述第二端口的第二端子；以及至少两个第三开关，所述至少两个第三开关被配置为将所述第二端口的所述第一端子和所述第二端子连接到所述至少一个互连节点；以及

其中所述控制电路被配置为在所述第二间隔中选择性地闭合所述至少两个第三开关以从所述被充电的至少一个电感器选择性地对所述电容器串中的所述电容器进行充电。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述至少两个第三开关包括相应开关，所述相应开关被配置为将所述第二端口的所述第一端子和所述第二端子中的相应端子连接到所述电容器串的中点互连节点。

4.根据权利要求2所述的设备，其中所述至少两个第三开关包括：

第一多个开关，所述第一多个开关被配置为将所述第二端口的所述第一端子连接到所述电容器串的第一组互连节点；以及

第二多个开关，所述第二多个开关被配置为将所述第二端口的所述第二端子连接到所述电容器串的第二组互连节点。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述第一组互连节点和所述第二组互连节点各自包括中点互连节点。

6.根据权利要求2所述的设备，其中所述控制电路被配置为感测所述电容器串中的所述电容器中的至少一个电容器两端的至少一个电压并且响应于所感测到的至少一个电压而在所述第二间隔中选择性地闭合所述至少两个第三开关。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述控制电路被配置为响应于所感测到的至少一个电压而在所述第二间隔中选择性地闭合所述至少两个第三开关以平衡所述电容器串中的所述电容器两端的电压。

8.根据权利要求2所述的设备，其中所述至少两个第三开关包括具有第一额定电压的第一晶体管，并且其中所述充电开关包括具有大于所述第一额定电压的第二额定电压的第二晶体管。

9.根据权利要求1所述的设备，还包括耦接到所述开关电路的所述第一端口的逆变器。