【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及，具體涉及一種三電平buck直流變換器的控制電路。
技術介紹
1、高效率、高功率密度和高可靠性是電力電子變換器的發(fā)展趨勢。相比傳統(tǒng)的兩電平buck直流變換器，三電平buck直流變換器通過引入額外的中點電位，降低了功率器件的電壓應力和濾波電感兩端電壓的高頻交流分量，更有利于實現(xiàn)變換器的小型化，因此得到越來越廣泛的應用。
2、然而，電路參數(shù)的不對稱會導致中點電位不平衡，輸入分壓電容兩端電壓不均衡，帶來功率器件電壓應力和濾波電感電流脈動分量的增加，嚴重情況下器件過壓失效，變換器損壞。
3、國內(nèi)外針對三電平buck直流變換器的控制方法有所研究，但都無法保證變換器在全負載工況下實現(xiàn)中點電位平衡。且大部分控制方法實現(xiàn)復雜，不具備一般模擬器件的可實施性，僅適用于數(shù)字控制，但數(shù)字控制方案存在離散延時、量化誤差、抗擾性差等缺點。
4、因此，有必要采用新的模擬控制方法來平衡中點電位。
技術實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本說明書實施例提供一種三電平buck直流變換器的控制電路，以達到通過模擬電路實現(xiàn)了三電平buck直流變換器的移相調(diào)節(jié)和占空調(diào)節(jié)，進而控制中點電位平衡及輸出電壓穩(wěn)壓，使得中點電位為輸入電壓的一半，降低了三電平buck直流變換器的開關管電壓應力和濾波電感電流脈動分量，提高了變換器的效率、功率密度及可靠性的目的。
2、本說明書實施例提供以下技術方案：
3、一種三電平buck直流變換器的控制電路，包括：
4、功率電路
5、控制電路包括中點電位誤差調(diào)節(jié)器、移相角生成電路、同步脈沖生成電路、輸出電壓閉環(huán)反饋電路和驅(qū)動信號生成電路；
6、中點電位誤差調(diào)節(jié)器用于對上分壓電容電壓vin1和下分壓電容電壓vin2進行采樣，生成中點電位調(diào)節(jié)信號vinerr；
7、移相角生成電路用于生成移相角信號
8、同步脈沖生成電路用于通過移相角信號生成第一同步脈沖sync1和第二同步脈沖sync2并用于第一同步驅(qū)動信號g1和第二同步驅(qū)動信號g2的前沿；
9、輸出電壓閉環(huán)反饋電路用于輸出電壓調(diào)節(jié)信號voerr；
10、驅(qū)動信號生成電路用于根據(jù)中點電位調(diào)節(jié)信號vinerr、電壓調(diào)節(jié)信號voerr、第一同步驅(qū)動信號g1和第二同步驅(qū)動信號g2，實現(xiàn)三電平buck直流變換器的環(huán)路控制。
11、進一步地，功率電路包括：
12、輸入電壓源vin、上輸入分壓電容cin1、下輸入分壓電容cin2、第一開關管q1、第二開關管q2、第一開關元器件、第二開關元器件、輸出濾波電感l(wèi)、輸出濾波電容cout和輸出負載電阻rout；輸入電壓源vin的正極相連接至上輸入分壓電容cin1的上端和第一開關管q1的漏極，輸入電壓源vin的負極相連接至下輸入分壓電容cin2的下端和第二開關管q2的源極，第一開關管q1的源極相連接至第一開關元器件的陰極和輸出濾波電感l(wèi)的一端，第一開關元器件的陽極連接至上輸入分壓電容cin1的下端與下輸入分壓電容cin2的上端的連接點上以及第二開關元器件的陰極，第二開關元器件的陽極相連接至第二開關管q2的漏極、輸出濾波電容cout的第一端和輸出負載電阻rout的第二端端、輸出濾波電容cout的第二端和輸出負載電阻rout的第一端相連接至輸出濾波電感l(wèi)的另一端。
13、進一步地，功率電路中，第一開關元器件為第一二極管d1或第一替換開關管，第二開關元器件為第二二極管d2或第二替換開關管；
14、第一替換開關管的開關管驅(qū)動信號與第一開關管q1的驅(qū)動信號互補，第二替換開關管的驅(qū)動信號與第二開關管q2的驅(qū)動信號互補。
15、進一步地，驅(qū)動信號生成電路包括第一pwm控制器u1、第二pwm控制器u2、第三比較器comp3和第四比較器comp4；
16、第一同步信號sync1相連接至第一pwm控制器u1的第一內(nèi)部振蕩器同步電路的輸入端，第一內(nèi)部振蕩器同步電路的輸出端相連接至第一鋸齒波信號vsaw1和第一內(nèi)部振蕩器同步電路的第三比較器comp3的反相輸入端，第三比較器comp3的同相輸入端相連接至第一調(diào)制信號vmod1，第三比較器comp3的輸出端相連接至第一驅(qū)動信號g1；
17、第二同步信號sync2相連接至第二pwm控制器u2的第二內(nèi)部振蕩器同步電路的輸入端，第二內(nèi)部振蕩器同步電路的輸出端相連接至第二鋸齒波信號vsaw2和第一內(nèi)部振蕩器同步電路的第四比較器comp4的反相輸入端，第四比較器comp4的同相輸入端相連接第二調(diào)制信號vmod2，第四比較器comp4的輸出端相連接至第二驅(qū)動信號g2。
18、進一步地，移相角生成電路包括比較器；
19、移相角生成電路用于使用中點電位調(diào)節(jié)信號vinerr和鋸齒波信號vsaw進行交割，生成移相角信號
20、比較器的正輸入端相連接至中點電位誤差調(diào)節(jié)器的輸出信號vinerr，比較器的負輸入端相連接至鋸齒波信號vsaw，比較器的輸出端相連接至移相角信號
21、進一步地，同步脈沖生成電路包括：
22、第一邏輯非門not1、第二邏輯非門not2、第一邏輯與門and1、第二邏輯與門and2、第一延時電阻r和第二延時電容c；
23、同步脈沖生成電路用于通過移相角信號生成第一同步脈沖sync1和第二同步脈沖sync2，并將第一同步脈沖sync1和第二同步脈沖sync2用于第一同步驅(qū)動信號g1和第二同步驅(qū)動信號g2的前沿；
24、第一邏輯非門not1的輸入端相連接至移相角信號第一邏輯非門not1的輸出端相連接至第一邏輯與門and1的一個輸入端，第一邏輯與門and1的另一輸入端相連接至第一延時電阻r的一端和第二延時電容c的一端，第一邏輯與門and1的輸出端相連接至第一同步脈沖sync1，第二邏輯非門not2的輸入端相連接至第一延時電阻r和第二延時電容c的相連接點，第二邏輯非門not2的輸出端相連接至第二邏輯與門and2的一個輸入端，第二邏輯與門and2的另一輸入端相連接至移相角信號第二邏輯與門and2的輸出端相連接至第二同步脈沖sync2。
25、進一步地，中點電位誤差調(diào)節(jié)器包括：第一運算放大器opa1和第一補償網(wǎng)絡；
26、中點電位誤差調(diào)節(jié)器用于對上分壓電容電壓vin1和下分壓電容電壓vin2進行采樣，并將上分壓電容電壓vin1和下分壓電容電壓vin2的誤差信號補償反饋生成中點電位調(diào)節(jié)信號vinerr；
27、第一運算放大器opa1的同相輸入端相連接至下輸入分壓電容cin2的兩端電壓vin2，第一運算放大器opa1的反相輸入端相連接至上輸入分壓電容cin1的兩端電壓vin1和第一補償網(wǎng)絡的輸入，第一運算放大器opa1的輸出端相連接至第一補償網(wǎng)絡的輸出和vinerr信本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種三電平Buck直流變換器的控制電路，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的三電平Buck直流變換器的控制電路，其特征在于，所述功率電路包括：
3.根據(jù)權利要求2所述的三電平Buck直流變換器的控制電路，其特征在于，所述功率電路中，所述第一開關元器件為第一二極管D1或第一替換開關管，所述第二開關元器件為第二二極管D2或第二替換開關管。
4.根據(jù)權利要求1所述的三電平Buck直流變換器的控制電路，其特征在于，所述驅(qū)動信號生成電路包括第一PWM控制器U1、第二PWM控制器U2、第三比較器Comp3和第四比較器Comp4；
5.根據(jù)權利要求1所述的三電平Buck直流變換器的控制電路，其特征在于，所述移相角生成電路包括比較器；
6.根據(jù)權利要求1所述的三電平Buck直流變換器的控制電路，其特征在于，所述同步脈沖生成電路包括：
7.根據(jù)權利要求1所述的三電平Buck直流變換器的控制電路，其特征在于，所述中點電位誤差調(diào)節(jié)器包括：第一運算放大器OPA1和第一補償網(wǎng)絡；
8.根據(jù)權利要求1所述的三電平
...【技術特征摘要】
1.一種三電平buck直流變換器的控制電路，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的三電平buck直流變換器的控制電路，其特征在于，所述功率電路包括：
3.根據(jù)權利要求2所述的三電平buck直流變換器的控制電路，其特征在于，所述功率電路中，所述第一開關元器件為第一二極管d1或第一替換開關管，所述第二開關元器件為第二二極管d2或第二替換開關管。
4.根據(jù)權利要求1所述的三電平buck直流變換器的控制電路，其特征在于，所述驅(qū)動信號生成電路包括第一pwm控制器u1、第二pwm控制器u2、第三比較器com...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王俊舟，劉顏，黃新澤，駱萍，
申請(專利權)人：洛陽隆盛科技有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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