[发明专利]电源转换器及输入电容的电压平衡方法

权利要求书

1.一种电源转换器，包括：

两个直流输入端；

一第一输入电容和一第二输入电容，所述第一输入电容和第二输入电容串联于所述两个直流输入端之间；

一第一桥臂和一第二桥臂，所述第一桥臂和第二桥臂串联连接于所述两个直流输入端之间，所述第一桥臂与所述第一输入电容并联，所述第一桥臂具有一第一桥臂中点，所述第二桥臂与所述第二输入电容并联，所述第二桥臂具有一第二桥臂中点；

一第一电压平衡单元和一第二电压平衡单元，所述第一电压平衡单元和第二电压平衡单元各具有三端，所述第一电压平衡单元的两端与所述第一输入电容并联而另一端与所述第二桥臂中点连接，所述第二电压平衡单元的两端与所述第二输入电容并联而另一端与所述第一桥臂中点连接，所述第一电压平衡单元与所述第二电压平衡单元用于减小所述第一输入电容和第二输入电容之间的电压差；以及

输出电路，与所述第一桥臂中点和所述第二桥臂中点电连接。

2.根据权利要求1所述的电源转换器，其中，每个电压平衡单元均包括一单向桥臂和一容性支路；所述单向桥臂的两端为与所述输入电容并联，所述单向桥臂设有一单向桥臂中点；所述容性支路的一端连接所述单向桥臂中点而另一端与相应桥臂中点连接。

3.根据权利要求2所述的电源转换器，其中，所述单向桥臂包括两个二极管，一个所述二极管的阳极与另一个所述二极管的阴极连接形成所述单向桥臂中点，所述两个二极管的另外的阴极和阳极分别与对应的输入电容的两端连接。

4.根据权利要求2所述的电源转换器，其中，所述容性支路包括一辅助电容和一辅助电阻；所述辅助电容和辅助电阻串联。

5.根据权利要求4所述的电源转换器，其中，所述辅助电容和辅助电阻的参数值满足以下关系式：

3RC<T/2

其中，C代表所述辅助电容的电容值，R代表所述辅助电阻的电阻值，T代表所述第一桥臂和第二桥臂的开关周期。

6.根据权利要求1所述的电源转换器，其中，每个桥臂均包括两个开关元件，所述两个开关元件相互串联，且所述两个开关元件的开通和关闭互补；所述两个开关元件串联的共接点为所述桥臂中点。

7.根据权利要求6所述的电源转换器，其中，所述两个桥臂彼此相邻的两个开关元件同开同关，所述两个桥臂另外两个开关元件同开同关。

8.根据权利要求1所述的电源转换器，其中，所述输出电路包括一谐振电路，所述谐振电路的两端分别与所述第一桥臂中点和所述第二桥臂中点耦接。

9.根据权利要求8所述的电源转换器，其中，所述谐振电路包括一谐振电感、一谐振电容、一变压器；所述谐振电感、谐振电容和变压器的原边相互之间串联。

10.根据权利要求9所述的电源转换器，其中，所述输出电路还包括一整流线路以及一输出电容；所述输出电容跨接于所述整流线路输出端之间，所述整流线路的输入端与所述变压器的副边连接。

11.一种电源转换器，包括：

两个直流输入端；

N个输入电容，所述N个输入电容串联连接于所述两个直流输入端之间；和

N个功率模块；

其中，每个功率模块均包括：

一桥臂，所述桥臂对应地与一个所述输入电容并联，所述桥臂具有一桥臂中点，所述桥臂与相邻功率模块中的桥臂串联；

一电压平衡单元，所述电压平衡单元包括一单向桥臂，所述单向桥臂具有一单向桥臂中点，所述单向桥臂对应地与一个所述输入电容并联，所述单向桥臂与相邻功率模块中的单向桥臂串联；

在电压平衡单元所在的功率模块只有一个相邻的功率模块时，所述电压平衡单元还包括一容性支路，所述容性支路一端与所述单向桥臂中点连接而另一端与相邻功率模块中桥臂中点连接；

在电压平衡单元所在的功率模块存在两个相邻功率模块时，所述电压平衡单元还包括两支容性支路，所述两支容性支路的一端与所述单向桥臂中点连接而所述两支容性支路的另一端分别与两个相邻功率模块中桥臂中点连接；和

一输出电路，所述输出电路的一端与所述桥臂中点连接而另一端和与所述桥臂并联的输入电容的一端连接；

其中，N为等于或大于3的自然数。