[发明专利]一种电压泵升多电平装置

摘要

一种电压泵升多电平装置，它通过一套可实现电压泵升输出的多电平逆变主电路结合相应开关控制策略，其输出电压波形具有良好的正弦性，与此同时相对于输入实现输出电压泵升。本装置的硬件电路包括直流输出储能单元、双向Buck/Boost电路，后接充放电功率开关器件S11、S12、S21、S22……、Sn1、Sn2，电容C1、C2……Cn和电压泵升功率开关器件SC1、SC2……、SCn组成的部分充放电电路，再接由功率开关器件So1、So2、So3、So4组成的逆变电路；控制器主要用于产生控制信号，用以驱动控制电路中功率开关器件。本发明运用已有的DC-DC电压泵升和多电平逆变的思想，提出新的拓扑结构，实现了正弦度优良的输出电压。

主权项

一种新型电压泵升多电平装置，其特征在于包括直流输出储能单元、双向Buck/Boost电路、部分充放电电路、逆变电路和控制器；所述直流输出储能单元后依次连接双向Buck/Boost电路、部分充放电电路和逆变电路；1)所述双向Buck/Boost电路包括电感L、二极管D、以及功率开关器件Sa和Sb；所述功率开关器件Sa和Sb都并联连接有二极管；所述Sa连接在直流输出储能单元的“+”极与L之间，与Sa并联的二极管的阴极连接直流输出储能单元的“+”极，与Sa并联的二极管的阳极连接L的第一端；所述Sb连接在L的第一端与直流输出储能单元的“‑”极之间，与Sb并联的二极管的阳极连接直流输出储能单元的“‑”极，与Sb并联的二极管的阴极连接L的第一端；所述D的阴极连接L的第二端，D的阳极连接直流输出储能单元的“‑”极；2)所述部分充放电电路包括：2n个相同功率开关器件作为充放电功率开关器件，设充放电功率开关器件分别为S11、S12、S21、S22……、Sn1、Sn2；每个充放电功率开关器件都并联二极管，构成充放电功率开关单元；n‑1个相同功率开关器件作为电压泵升功率开关器件；设电压泵升功率开关器件分别为SC1、SC2……、SCn‑1：n个相同电容C1、C2……Cn，作为部分充电电容；n个二极管Dn；对于任一所述Sn1、Sn2、Cn和Dn，它们构成单元，各个单元之间通过SCn‑1连接；对于一个单元：Sn1对应的二极管的阳极都连接L的第二端，Sn2对应的二极管的阳极都连接直流输出储能单元的“‑”极，两个二极管的阴极通过Cn连接；Dn的阴极连接Cn的一端，Sn2对应的二极管的阴极也连接Cn的该端；任一Cn的两端作为该单元与相邻单元的连接点，SCn‑1连接相邻单元的连接点之间；3)所述逆变电路包括：4个相同的功率开关单元，每个功率开关单元包括功率开关器件So1、So2、So3和So4，每个功率开关器件都和二极管并联连接；所述So1、So3串联，So2、So4串联，So1以及So2对应的二极管的阴极都连接S11对应二极管的阴极，So3以及So4对应的二极管的阳极都连接Dn的阳极；所述控制器的控制信号输出端分别连接双向Buck/Boost电路、部分充放电电路和逆变电路中各个功率开关器件的开关控制端；控制器的控制信号输出端还连接控制直流输出储能单元的开关。