[发明专利]一种开关电容变换器及其预充电方法

说明书

本申请提供了一种开关电容变换器及其预充电方法。在该预充电方法中，实时或周期性地检测开关电容变换器SSC中的谐振电容的目标参数；在目标参数小于等于预设值时，确定当前时刻下该SCC大于谐振电容的两端电压的最低电压等级，并控制该SCC工作于此最低电压等级的充电状态，即该SCC以当前时刻下大于该谐振电容的两端电压的最小电压向该谐振电容进行充电；因此从整体上看，该SCC可以分段对该谐振电容进行充电，从而该谐振电容的两端电压可以缓慢上升，即实现了对该谐振电容的预充电；另外，由于该开关电容变换器的预充电方法只是软件层面上的改进，并不涉及硬件层面的改进，所以该开关电容变换器的预充电方法使得SCC的预充电成本降低。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种开关电容变换器及其预充电方法。

背景技术

在开关电容变换器(Switched Capacitor Converter，SCC)正常工作之前，需要对SCC中的谐振电容进行预充电，使谐振电容具有初始电压，以满足SCC的正常启动要求，即：当SCC正常工作时，不会在谐振电容与SCC输入侧之间的回路中引起较大的电流冲击，从而对回路上的电力器件进行保护。

通常情况下，通过增设软启动回路，即增设限流支路，来使谐振电容两端的电压缓慢上升，从而实现对谐振电容的预充电。但是，额外增加电路会使得SCC的预充电成本增加，导致SCC的整体成本上升，不利于市场推广。

因此如何降低SCC的预充电成本是亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种开关电容变换器及其预充电方法，以降低SCC的预充电成本。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本申请一方面提供一种开关电容变换器的预充电方法，包括：

实时或周期性地检测所述开关电容变换器SCC中的谐振电容的目标参数；

判断所述目标参数是否大于预设值；

若所述目标参数小于等于所述预设值，则确定当前时刻下所述SCC大于所述谐振电容的两端电压的最低电压等级，并控制所述SCC工作于所述最低电压等级的充电状态；

若所述目标参数大于所述预设值，则停止对所述谐振电容的预充电。

可选的，所述目标参数为所述谐振电容的两端电压，或者，谐振电容的荷电状态SOC。

可选的，确定当前时刻下所述SCC大于所述谐振电容的两端电压的最低电压等级，包括：

根据公式N×Ucf/Uin，或者，公式N×SOC/SOC_o进行计算；其中，N等于所述SCC的电平数减1的差值，Ucf为所述谐振电容的两端电压，Uin为所述SCC的输入电压，SOC为所述谐振电容在当前时刻下的荷电状态，SOC_o为所述谐振电容的额定荷电状态；

对上述计算结果进行向上取整运算，并加1得到所述最低电压等级。

可选的，控制所述SCC工作于所述最低电压等级的充电状态，包括：

确定与所述充电状态相对应的各脉冲信号；

分别向所述SCC的各控制端输出相应所述脉冲信号。

可选的，分别向所述SCC的各控制端输出相应所述脉冲信号，包括：

以同一预设占空比，分别向所述SCC的各控制端输出相应所述脉冲信号。

可选的，根据所述谐振电容的容值和所述SCC中谐振电感的感量，计算出满足所述SCC中充放电电流限值要求的所述预设占空比。