一种电压泵升多电平装置

摘要

本实用新型涉及一种电压泵升多电平装置，包括硬件电路和控制器两部分，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；控制器用于产生控制信号，用以驱动控制电路中功率开关器件。本实用新型运用已有的DC-DC电压泵升和多电平逆变的思想，提出新的拓扑结构，用较少的硬件电路达到既能提升电压又可减小输出电压THD的目的，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。