[发明专利]一种升压变换器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种升压变换器及其控制方法，包括电容C1、电容C2、电容C3以及电容C4，二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4，开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、开关管S5以及开关管S6和L型电感滤波器；该电路可通过控制六个开关管的导通和闭合来产生六种不同工作模式，将直流电压转换成交流电压输出，本发明可以实现单级升压变换和多电平输出，同时双端共地结构消除接地漏电流。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其是一种升压变换器及其控制方法。

背景技术

升压变换器被广泛应用于电力电子行业，传统升压变换器通常为两电平变换器，存在开关电压应力高，损耗大等问题，同时输出波形质量低，需要安装体积大、成本高的滤波器衰减谐波分量。Nabae等人在提出一种三电平变换器，与两电平变换器相比，开关电压应力降低，输出波形三电平，波形质量提高，但该电路为降压电路，实现升压功能必须安装额外的升压电路，增加了系统的成本和复杂性，降低了系统效率。此外，该电路输入侧和输出侧电势差呈高频变化，电磁干扰大，需要安装体积大、成本高的共模滤波器。Park等人提出一种五电平变换器，与三电平变换器相比，输出波形五电平，波形质量提高，但该电路为降压电路，实现升压功能必须安装额外的升压电路，增加了系统的成本和复杂性，降低了系统效率。此外，该电路输入侧和输出侧电势差呈高频变化，电磁干扰大，需要安装体积大、成本高的共模滤波器。因此，亟需发明一种升压变换器及其控制方法，以实现单级升压变换和多电平输出，同时双端共地消除输入和输出的高频干扰。

发明内容

本发明是提供一种升压变换器，可以实现单级升压变换和多电平输出，双端共地结构消除接地漏电流。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种升压变换器，包括电容C1、电容C2、电容C3以及电容C4，二极管D1、二极管D2、二极管D3以及二极管D4，开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、开关管S5以及开关管S6和L型电感滤波器；所述电容C1输入端与开关管S5集电极电性连接，所述开关管S5发射极与二极管D3的负极、二极管D1的正极以及开关管S1的集电极电性连接，所述二极管D1的负极与电容C3的输入端、开关管S3的集电极电性连接，所述电容C1的输出端与电容C2的输入端、二极管D3的正极以及二极管D4的负极电性连接，所述开关管S1的发射极与开关管S2的集电极、电容C3的输出端以及电容C4的输入端电性连接，所述电容C2的输出端与开关管S6的发射极电性连接，所述开关管S6的集电极与二极管D4的正极、二极管D2的负极以及开关管S2的发射极电性连接，所述电容C4的输出端与开关管S4的发射极、二极管D2的正极电性连接，所述开关管S3的发射极与开关管S4的集电极、L型电感滤波器一端电性连接，所述L型电感滤波器另一端与负载输入端电性连接，所述电容C1输出端与电容C2输入端、二极管D3正极以及二极管D4负极引出公共端与负载负极电性连接。

一种升压变换器控制方法，所述升压变换器包括第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式、第四工作模式、第五工作模式和第六工作模式；

所述第一工作模式为：所述开关管S1、开关管S3、开关管S5和开关管S6导通，开关管S2和开关管S4关断；

所述第二工作模式为：所述开关管S1和开关管S3导通，所述开关管S2、开关管S4、开关管S5和所述开关管S6关断；

第三工作模式为：所述开关管S2、开关管S3、开关管S5和开关管S6导通，开关管S1和开关管S4关断；

所述第四工作模式为：所述开关管S1、开关管S4、开关管S5和开关管S6导通，开关管S2和开关S3关断；

所述第五工作模式为：所述开关管S2和开关管S4导通，所述开关管S1、所述开关管S3、所述开关管S5和所述开关管S6关断；

所述第六工作模式为：所述开关管S2、开关管S4导通、开关管S5和开关管S6导通，开关管S1和开关管S3关断。