[发明专利]一种三电平降压型变换器的均压控制方法、系统及装置

说明书

本发明公开了一种三电平降压型变换器的均压控制方法、系统及装置，当系统处于非轻载工况时，按照传统均压控制方式控制系统实现均压控制；当系统处于轻载工况时，对传统均压控制方式进行改进：DC‑DC变换器的输出电压给定值为一直流量叠加一交流量，则在输出电压的控制下，电感电流将在接近0的直流量上叠加一交流量，使得两对桥臂的并联输入电流不再接近0，即两对桥臂的并联输入电流之差可以在较大范围内可控，使系统在轻载工况下仍可实现均压控制，相比于传统的均压电阻，均压速度较快，避免了输入电容及开关管较长时间过压，从而降低了器件损坏的风险；且本申请无需采用均压电阻均压，可大幅度减少系统发热量，从而提高了系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及电源变换器领域，特别是涉及一种三电平降压型变换器的均压控制方法、系统及装置。

背景技术

三电平降压型DC-DC(直流-直流)变换器是一种常用的电源变换器，与同功率和同性能指标的两电平降压型变换器相比，其具有更小的体积、更低的开关频率、更低的器件耐压等优势，因此得到广泛应用。请参照图1，图1为现有技术中的一种三电平降压型DC-DC变换器的结构示意图。图1中，三电平降压型DC-DC变换器的两个输入电容C1、C2串联，两个输入电容C1、C2各自并联一对桥臂(开关管Q1-Q4)。

为了防止两个输入电容C1、C2及开关管Q1-Q4过压，必须进行均压控制，确保两个输入电容C1、C2的电压均在合适的范围内。目前，均压控制是通过控制两对桥臂的并联输入电流之差来实现的，只有当两对桥臂的并联输入电流的绝对值较大，才有可能实现较大范围可控的电流差，进而达到均压控制的目的。但是，在传统的控制方法中，无论系统处于轻载工况(负载电流值小于一定值)还是非轻载工况(负载电流值大于一定值)，系统的输出电压给定值均为一直流量，所以当系统处于轻载工况时，电感电流iL为接近0的直流量，此时两对桥臂的并联输入电流也接近0，无法实现较大范围可控的电流差，均压控制失效。

现有技术中，通常在两个输入电容C1、C2上各自并联一个均压电阻(如图2所示)，在均压控制失效时，均压依靠均压电阻R1、R2实现，从而产生以下问题：均压电阻的均压速度较慢，可能导致输入电容及开关管较长时间过压，从而增加器件损坏的风险；若要提高均压电阻的均压速度，只能减小均压电阻的阻值，但这样会增加均压电阻的发热量，从而降低了系统的可靠性。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种三电平降压型变换器的均压控制方法、系统及装置，当系统处于轻载工况时，均压速度较快，避免了输入电容及开关管较长时间过压，从而降低了器件损坏的风险；且本申请无需采用均压电阻均压，可大幅度减少系统发热量，从而提高了系统的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种三电平降压型变换器的均压控制方法，包括：

获取三电平降压型的DC-DC变换器的负载电流绝对值，并判断所述负载电流绝对值是否小于预设负载电流阈值；

若是，则通过调整所述DC-DC变换器中开关管的占空比，来控制所述DC-DC变换器的输出电压跟踪第一输出电压给定值，且控制所述DC-DC变换器的两个输入电容的电压均衡；其中，所述第一输出电压给定值为一直流量和一交流量的叠加值；

若否，则通过调整所述开关管的占空比，来控制所述DC-DC变换器的输出电压跟踪第二输出电压给定值，且控制两个所述输入电容的电压均衡；其中，所述第二输出电压给定值为一直流量。

优选地，所述通过调整所述DC-DC变换器中开关管的占空比，来控制所述DC-DC变换器的输出电压跟踪第一输出电压给定值，且控制所述DC-DC变换器的两个输入电容的电压均衡的过程，包括：

获取所述DC-DC变换器的输出电压，并将第一输出电压给定值与所述输出电压作差，得到输出电压误差；