[发明专利]多电平并联功率变换器

权利要求书

1.一种多电平功率变换器，包括：

输入，其用于接收输入电压；

变换器输出，其用于提供能够变化的输出电压；

多个开关电路，每个开关电路均与每个其它开关电路并联地连接到所述输入，每个开关电路均包括输出，每个开关电路均能够选择性地操作以将其输出耦合到所述输入电压或参考电压；以及

并联多绕组自耦变压器PMA，所述并联多绕组自耦变压器包括多个绕组和具有多个磁性地连接的柱体的磁芯，每个绕组均位于不同的所述柱体中的一个的周围，每个绕组均具有首端和尾端，每个开关电路的所述输出均耦合到不同绕组的所述首端，每个绕组的所述尾端均与每个其它绕组并联地连接到所述变换器输出。

2.根据权利要求1所述的多电平功率变换器，其中，所述多个绕组都以相同的方向缠绕。

3.根据权利要求2所述的多电平功率变换器，其中，所述多个绕组都具有相同的匝数。

4.根据权利要求1所述的多电平功率变换器，其中，每个开关电路均包括第一开关和第二开关。

5.根据权利要求4所述的多电平功率变换器，其中，每个开关电路均被配置为当其第一开关为导通并且其第二开关为关断时，将其输出耦合到所述输入电压。

6.根据权利要求5所述的多电平功率变换器，其中，每个开关电路均被配置为当其第一开关为关断并且其第二开关为导通时，将其输出耦合到所述参考电压。

7.根据权利要求1所述的多电平功率变换器，其中，所述输出电压的幅值为在给定时刻有多少所述开关电路使它们各自的输出耦合到所述输入电压的函数。

8.根据权利要求1所述的多电平功率变换器，其中，所述并联多绕组自耦变压器被配置为使由所述开关电路提供的电流大约相等。

9.根据权利要求1所述的多电平功率变换器，其中，所述功率变换器不包括输出电容器。

10.根据权利要求1所述的多电平功率变换器还包括控制器，其被配置用于选择性地操作所述开关电路，以控制所述能够变化的输出电压。

11.根据权利要求1所述的多电平功率变换器，其中，所述参考电压大约为零伏特。

12.根据权利要求1所述的多电平功率变换器还包括附加开关电路，所述附加开关电路连接到附加输入电压，所述附加开关电路包括输出，所述附加开关电路能够选择性地操作以使其输出耦合到所述附加输入电压或所述参考电压，所述附加开关电路的所述输出耦合到所述多个绕组中的一个的所述首端，并且所述绕组的所述尾端连接到所述变换器输出。

13.一种多电平功率变换器，包括：

输入，其用于接收输入电压，所述输入包括第一输入节点和第二输入节点；

输出，其用于提供能够变化的输出电压；

并联磁性部件，其包括磁芯、第一绕组、第二绕组、和第三绕组，所述磁芯包括第一柱体、第二柱体和第三柱体，所述第一、第二和第三柱体彼此磁性地连接，所述第一绕组位于所述第一柱体周围，所述第二绕组位于所述第二柱体周围，以及所述第三绕组位于所述第三柱体周围，所述第一、第二和第三绕组中的每一个均包括输入端和输出端，所述第一、第二和第三绕组相对于其输入端以相同方向缠绕，并且所述第一、第二和第三绕组中的每一个的所述输出端均电连接在一起；

第一开关电路，其耦合到所述第一输入节点、所述第二输入节点和所述第一绕组的所述输入端；

第二开关电路，其耦合到所述第一输入节点、所述第二输入节点和所述第二绕组的所述输入端；以及

第三开关电路，其耦合到所述第一输入节点、所述第二输入节点和所述第三绕组的所述输入端。

14.根据权利要求13所述的多电平功率变换器，其中，所述第一、第二和第三开关电路中的每一个均能够操作以选择性地将其输出耦合到所述第一输入节点和所述第二输入节点。

15.根据权利要求14所述的多电平功率变换器，其中，所述第一、第二和第三绕组都具有相同的匝数。