[发明专利]具有三个输入源的中间电容式升压型直流变换器及方法

权利要求书

1.一种具有三个输入源的中间电容式升压型直流变换器，其特征是，包括第一输入电源、第二输入电源、第三输入电源、由第一输入电容、第一输出电容、第一可控功率开关、第一储能电感和第一功率二极管组成的Ⅰ级buck-boost电路、由第二输入电容、第一输出电容、第二可控功率开关、第二储能电感和第二功率二极管组成的Ⅱ级buck-boost电路、由第三输入电容、第二输出电容、第三可控功率开关、第三储能电感和第三功率二极管组成的Ⅲ级buck-boost电路和由第四输入电容、第二输出电容、第四可控功率开关、第四储能电感和第四功率二极管组成的Ⅳ级buck-boost电路；

所述第一输入电容与所述第一输入电源并联，所述第一输入电容、第一输出电容、第二输入电容、第三输入电容、第二输出电容和第四输入电容依次串联连接；所述第二输入电源的正极与第一输出电容和第二输入电容的连接点连接，所述第二输入电源的负极与第三输入电容和第二输出电容的连接点连接，所述第四输入电容与所述第三输入电源并联，所述I级buck-boost电路控制所述第一输入电源向所述第一输出电容传输能量，所述Ⅳ级buck-boost电路控制所述第三输入电源向所述第二输出电容传输能量，所述Ⅱ级buck-boost电路和Ⅲ级buck-boost电路控制所述第二输入电源分配给所述第一输出电容和第二输出电容能量的大小，平衡直流变换器输出电压；

所述Ⅰ级buck-boost电路中，所述第一可控功率开关的集电极与第一输入电容和第一输入电源的正极的连接点连接，所述第一储能电感的一端与第一输入电容和第一输出电容的连接点连接，另一端分别与所述第一可控功率开关的发射极和所述第一功率二级管的阴极连接，所述第一功率二级管的阳极与所述第一输出电容和第二输入电容的连接点连接；

所述Ⅱ级buck-boost电路中，所述第二储能电感的一端与所述第一输出电容和第二输入电容的连接点连接，另一端分别与所述第二可控功率开关的集电极和所述第二功率二极管的阳极连接，所述第二功率二极管的阴极与所述第一输入电容和第一输出电容的连接点连接，所述第二可控功率开关的发射极与第二输入电容和第三输入电容的连接点连接；

所述Ⅲ级buck-boost电路中，所述第三可控功率开关的集电极与所述第二输入电容和第三输入电容的连接点连接，所述第三储能电感的一端与所述第三输入电容和第二输出电容的连接点连接，另一端分别与所述第三可控功率开关的发射极和所述第三功率二极管的阴极连接，所述第三功率二极管的阳极与第二输出电容和第四输入电容的连接点连接；

所述Ⅳ级buck-boost电路中，所述第四储能电感的一端与所述第二输出电容和第四输入电容的连接点连接，另一端分别与所述第四可控功率开关的集电极和所述第四功率二极管的阳极连接，所述第四功率二极管的阴极与所述第三输入电容和第二输出电容的连接点连接，所述第四可控功率开关的发射极与第四输入电容和第三输入电源的负极的连接点连接。

2.根据权利要求1所述的具有三个输入源的中间电容式升压型直流变换器，其特征是，所述第一输入电容和第一输入电源的正极的连接点为直流变换器的正极，所述第四输入电容和第三输入电源的负极的连接点为直流变换器的负极，所述第二输入电容和第三输入电容的连接点为直流变换器的中性点，从所述直流变换器的中性点引出中性线，其后级连接直流负载、两电平逆变器或三电平逆变器。

3.如权利要求1-2中任一项所述的具有三个输入源的中间电容式升压型直流变换器的控制方法，其特征是，所述方法包括：

采集所述第一输入电源的正极和第一输入电容的连接点与所述直流变换器的中性点之间的输出电压V₁，所述第三输入电源的负极和第四输入电容的连接点与所述直流变换器的中性点之间的输出电压V₂；

比较所述输出电压V₁与所述输出电压V₂是否存在电压差，若存在电压差，则调节第二可控功率开关和第三可控功率开关的占空比d₂和d₃，平衡两个输出电压，使输出电压满足V₁＝V₂。