[发明专利]级联电路及其对应的控制方法和集成电路

说明书

公开了一种级联电路及其对应的控制方法和集成电路。通过在每个功率变换单元与相邻的下一级功率变换单元共地时，控制该功率变换单元向下一级功率变换单元发送需要传输的信号。由此，可以减少隔离模块的数量，有利于级联电路的集成化。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种级联电路及其对应的控制方法和集成电路。

背景技术

级联式功率变换器通过串联多个功率变换模块，与传统功率变换器相比，可以承受更高的电压，每个功率变换模块承受的电压较低。目前，级联式功率变换器通常是采用共同占空比控制，即所有串联的功率变换模块共用同一个调制信号，同时，为了提高等效开关频率，载波信号通常采用载波移相控制方法。

由于多个功率变换模块共用一个调制信号，且载波信号需要同步，因此，需要一个集总的控制单元生成驱动信号来控制每个功率变换模块。但是，由于各个功率变换模块的输出直流母线不共地，控制单元的驱动信号需要通过隔离模块传输至每个功率变换模块到对应的驱动电路，由此，需要与功率变换模块的数量对应的隔离模块。隔离模块过多对于芯片集成化带来了困难。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种级联电路及其对应的控制方法和集成电路，可以减少隔离模块的数量，有利于级联电路的集成化。

第一方面，本发明实施例提供了一种级联电路，所述级联电路包括：

N个级联的功率变换单元，其中，N为大于等于2的正整数；

控制器，与所述N个级联的功率变换单元中的一个连接，被配置为向连接的功率变换单元发送需要传输的信号；

其中，所述功率变换单元被配置为在与相邻的下一级功率变换单元共地时，向所述下一级功率变换单元发送所述需要传输的信号。

在一些实施例中，所述需要传输的信号包括调制信号；

其中，所述功率变换单元被配置为根据所述调制信号生成驱动信号以进行功率变换。

在一些实施例中，所述功率变换单元包括：

第一桥臂，包括串联于当前功率变换单元的母线和参考地之间的第一开关和第二开关；以及

第二桥臂，与所述第一桥臂并联，包括串联于当前功率变换单元的母线和参考地之间的第三开关和第四开关；

其中，第一个功率变换单元的第一桥臂的中点与电源的第一端口相连，其它功率变换单元的第一桥臂的中点与上一级功率变换单元的第二桥臂的中点相连，第N个功率变换单元的第二桥臂的中点与所述电源的第二端口相连；各个桥臂的中点为各个桥臂中开关的公共连接点。

在一些实施例中，所述第一开关和第二开关状态互补，所述第三开关和第四开关状态互补，所述第一开关和第三开关的相位差为180°。

在一些实施例中，响应于当前功率变换单元的第二桥臂的第四开关和相邻的下一级功率变换单元的第一桥臂的第二开关同时导通，所述当前功率变换单元与所述相邻的下一级功率变换单元共地。

在一些实施例中，响应于当前功率变换单元和相邻的下一级功率变换单元的母线电压相同，且当前功率变换单元的第二桥臂的第三开关和相邻的下一级功率变换单元的第一桥臂的第一开关同时导通，所述当前功率变换单元与所述相邻的下一级功率变换单元共地。

在一些实施例中，当所述调制信号大于所述第一载波信号时，所述第一开关导通，所述第二开关关断；当所述调制信号小于所述第一载波信号时，所述第一开关关断，所述第二开关导通；当所述调制信号小于所述第二载波信号时，所述第三开关导通，所述第四开关关断；当所述调制信号大于所述第二载波信号时，所述第三开关关断，所述第四开关导通。

在一些实施例中，所述功率变换单元还包括通讯及驱动电路，其包括：