[发明专利]用于对多电平飞跨电容器转换器预充电的方法及电路

说明书

本申请案涉及用于对多电平飞跨电容器转换器预充电的方法及电路。一种电路(100)包含第一及第二晶体管(S31、S32)、电容器(C1)及控制器(110)。所述控制器(110)经耦合到所述第一及第二晶体管(S31、S32)的控制输入。所述控制器(110)经配置以在第一模式期间且根据第一时变工作循环接通及关断所述第一晶体管(S31)同时当所述第一晶体管(S31)断开时接通所述第二晶体管(S32)。所述控制器(S31)还经配置以在所述第一模式之后的第二模式期间且根据第二时变工作循环接通及关断所述第一晶体管(S31)同时当所述第一晶体管(S31)断开时接通所述第二晶体管(S32)。

相关申请案的交叉参考

此申请案主张2020年8月19日申请的第63/067,680号美国临时申请案的优先权，所述申请案特此以引用方式并入。

技术领域

本公开的实施例涉及预充电技术领域，且更明确来说，涉及用于多电平飞跨电容器转换器的预充电技术。

背景技术

一种类型的交流(AC)到直流(DC)转换器是飞跨电容器、多电平转换器。飞跨电容器、多电平转换器使用称为飞跨电容器的电容器来箝位跨晶体管的电压。这些类型的转换器在低失真下对高功率及高电压操作是有益的。

发明内容

根据实例，一种电路包含第一及第二晶体管、电容器及控制器。所述控制器经耦合到所述第一及第二晶体管的控制输入。所述控制器经配置以在第一模式期间且根据第一时变工作循环，接通及关断所述第一晶体管同时当所述第一晶体管断开时接通所述第二晶体管。所述控制器还经配置以在所述第一模式之后的第二模式期间且根据第二时变工作循环，接通及关断所述第一晶体管同时当所述第一晶体管断开时接通所述第二晶体管。

附图说明

图1是根据实例的六晶体管四电平飞跨电容器转换器的示意图。

图2是根据实例的含有用于四电平飞跨电容器转换器的三个相位中的每一者的电容器及晶体管的示意图。

图3展示关于转换器的控制器如何使转换器的晶体管的工作循环时变的一个实施例的波形。

图4是根据实例的其中三个自举栅极供应器经耦合到三相四电平飞跨电容器转换器中的一个相位的相应六个晶体管中的每一者的相应栅极驱动器的示意图。

图5展示表示三相飞跨电容器转换器的相位中的一者的相应晶体管的开/关状态的实例波形。

图6展示根据实例的说明在预充电模式期间及正常操作期间飞跨电容器转换器内的电压以及晶体管的可变工作循环的实例波形。

图7展示关于针对转换器的控制器如何使转换器的晶体管的工作循环时变的另一实施例的波形。

图8说明用于使转换器中的晶体管的工作循环在预充电模式期间时变的另一实施例，其中工作循环正弦地但以比正常操作期间更低的振幅改变。

图9说明用于使转换器中的晶体管的工作循环在预充电模式期间时变的又一实施例，其中工作循环以增加的振幅正弦地改变。

具体实施方式

本文中描述的实施例涉及用于以可控方式对用于飞跨电容器、多电平转换器的电容器进行预充电的启动模式。在启动模式期间，控制器根据第一时变工作循环控制技术控制转换器的晶体管的开及关状态。在启动模式之后，转换器进入其正常(稳态操作)，其中控制器根据第二时变工作循环控制技术控制晶体管的开及关状态。本文中呈现的图展示六晶体管四电平飞跨电容器，但所论述的原理可应用于实施偶数数目个电压电平的其它配置的飞跨电容器转换器(例如双晶体管双电平转换器；十晶体管六电平转换器等)。