專利名稱:用于控制升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的方法和設(shè)備的制作方法
用于控制升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的方法和設(shè)備本發(fā)明總體上涉及用于控制升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的方法和設(shè)備。傳統(tǒng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器使用電感器以便將直流電從第一電壓轉(zhuǎn)換到可能大于或小于第一電壓的第二電壓。電感器被用于以磁場(電流)的形式存儲能量,以及它們具有許多缺點。電感器重,它們的成本相對較大,這是因為它們主要由銅材料構(gòu)成。
已經(jīng)提出了開關(guān)與電容器的組合以便替代電感器。舉例來說,電荷泵(也被稱作由多個橋接器件構(gòu)成的DC/DC轉(zhuǎn)換器或升壓轉(zhuǎn)換器)使用電容器作為能量存儲元件。與還使用電感器作為能量存儲元件的電感性開關(guān)DC/DC轉(zhuǎn)換器相比,電荷泵提供使其對于特定終端用戶應(yīng)用具有吸引力的獨特特征。當(dāng)操作在連續(xù)電流模式(CCM)時,升壓轉(zhuǎn)換器按照比r=Vwt/Vin=l/(I-D)來增大輸入的電壓,其中D是升壓轉(zhuǎn)換器的主開關(guān)的占空比(在0與I之間)。常規(guī)升壓轉(zhuǎn)換器與由多個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器之間的主要差異依賴于下述事實后者只能實現(xiàn)電壓升壓比的一些離散值。舉例來說,在光伏應(yīng)用中,大的輸入電壓變化對于由多個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器來說可能是不可接受的,這是因為由太陽能模塊提供的功率無法被保持到對應(yīng)于最優(yōu)輸入電壓電平的最大功率值。本發(fā)明旨在提供一種由多個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器,其能夠利用大量電壓升壓比來工作。為此,本發(fā)明涉及一種用于控制由串聯(lián)連接的n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的方法,每個橋接器件由多個開關(guān)以及電容器構(gòu)成,所述開關(guān)由至少三個周期性模式中的一個第一周期性模式控制,每個周期性模式被分解成時間間隔,其特征在于,在第一周期性模式和至少一個第二周期性模式的每個時間間隔內(nèi),對于i從I到n,每第i個橋接器件的輸入與輸出之間的電壓等于零值、或者整數(shù)h乘以第一正值和至少一個第二正值、或者負(fù)的所述數(shù)h乘以第一正值和至少一個第二正值,并且在至少一個第三周期性模式的每個時間間隔內(nèi),對于i從I到n,每第i個橋接器件的輸入與輸出之間的電壓等于零值、或者整數(shù)Pi乘以至少一個第三正值、或者負(fù)的所述數(shù)Pi乘以至少一個第三正值,至少一個數(shù)匕不同于數(shù)Pi,
其中,所述方法包括以下步驟
-檢測到必須選擇周期性模式;
-選擇一個周期性模式;
-根據(jù)所選周期性模式控制所述開關(guān)。本發(fā)明還涉及一種用于控制由串聯(lián)連接的n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的設(shè)備,每個橋接器件由多個開關(guān)以及電容器構(gòu)成,所述開關(guān)由至少三個周期性模式中的一個第一周期性模式控制,每個周期性模式被分解成時間間隔,其特征在于,在第一周期性模式和至少一個第二周期性模式的每個時間間隔內(nèi),對于i從I到n,每第i個橋接器件的輸入與輸出之間的電壓等于零值、或者整數(shù)匕乘以第一正值和至少一個第二正值、或者負(fù)的所述數(shù)ki乘以第一正值和至少一個第二正值,并且在至少一個第三周期性模式的每個時間間隔內(nèi),對于i從I到n,每第i個橋接器件的輸入與輸出之間的電壓等于零值、或者整數(shù)Pi乘以至少一個第三正值、或者負(fù)的所述數(shù)Pi乘以至少一個第三正值,至少一個數(shù)ki不同于數(shù)Pi,
其中,用于控制輸出電壓的所述設(shè)備包括
-用于檢測到必須選擇周期性模式的裝置;
-用于選擇一個周期性模式的裝置; -用于根據(jù)所選周期性模式控制所述開關(guān)的裝置。因此,由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器可以將其輸入和輸出功率電平適配到數(shù)目靈活的輸入和輸出電壓電平。此外,可以實現(xiàn)許多轉(zhuǎn)換升壓比。根據(jù)一個特定特征,所述檢測到必須選擇周期性模式是通過檢查第一周期性模式是否提供低于第一閾值或高于第二閾值的輸出電壓值來執(zhí)行的。因此,可以把由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持在所期望的輸出電壓值范圍內(nèi),并且可以把所述輸出電壓值范圍容易地適配于消耗由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器所遞送的功率的負(fù)載端子的需求。根據(jù)一個特定特征,如果所述第三周期性模式所提供的輸出電壓值高于第一閾值且低于第二閾值,并且與提供高于第一閾值且低于第二閾值的所述或每個第二周期性模式所提供的輸出電壓相比更接近預(yù)期輸出電壓值,則所選周期性模式是一個第三周期性模式。因此,即使在沒有與第一模式具有相同ki值的周期性模式能夠提供處于范圍內(nèi)的電壓的情況下,通過使用第三周期性模式,也可以把由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持在范圍內(nèi)。此外,如果與第一模式具有相同ki值的一個周期性模式可以提供處于范圍內(nèi)但是與預(yù)期電壓值的距離較大的電壓,則可以利用第三周期性模式提供處于范圍內(nèi)并且與預(yù)期值更接近的電壓值。根據(jù)一個特定特征,如果所述第二周期性模式所提供的輸出電壓值高于第一閾值、低于第二閾值并且與至少一個第三周期性模式所提供的一個或多個電壓至少一樣接近預(yù)期輸出電壓值,則所選周期性模式是一個第二周期性模式。因此,可以把由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持在范圍內(nèi),而不必使用具有不同于h值的至少一個Pi值的周期性模式。將需要對于橋接電容器的較少充電/放電來收斂到由第三周期性模式所提供的電壓。與本將選擇一個第三周期性模式的情況相比,將以縮短的時間執(zhí)行周期性模式之間的轉(zhuǎn)變。根據(jù)一個特定特征,預(yù)期電壓值等于第二閾值。因此,可以在處于范圍內(nèi)的同時實現(xiàn)最大輸出電壓,從而優(yōu)化消耗由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器所遞送的功率的負(fù)載端子的效率。根據(jù)一個特定特征,一個橋接器件的輸入與輸出之間的電壓在每個周期性模式的各時間間隔內(nèi)的總和等于零值。因此,在一個周期性模式內(nèi),由諸如光伏模塊之類的恒流源所遞送的電流在每個周期性模式內(nèi)對各橋接器件的電容器均等地充電及放電,并且在采用恒流源的情況下,各電容器的電壓是穩(wěn)定的并且不放電。根據(jù)一個特定特征,第一個橋接器件被連接到由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的端子之一,并且最后一個橋接器件的開關(guān)之一被連接到由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的另一個端子,或者第一個橋接器件被連接到由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的端子之一,并且由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器還包括至少一個開關(guān),其被連接到最后一個橋接器件并且被連接到由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的另一個端子。
因此,連接到由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的另一個端子的所述開關(guān)充當(dāng)常規(guī)升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)。當(dāng)所述開關(guān)閉合時,由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器在其電容器中累積電荷,隨后當(dāng)所述開關(guān)打開時,所述電荷被放電到輸出端子。根據(jù)一個特定特征,對于所述周期性模式的時間間隔的第一子集中的任何時間間隔,連接到由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的另一個端子的所述開關(guān)在第一子集的各時間間隔期間導(dǎo)通,并且各橋接器件的輸入與輸出之間的電壓在第一子集的各時間間隔期間的總和等于整數(shù)Kp乘以第一正值。因此,輸入電壓可以取輸出電壓乘以Kp并且除以N的值,其中N是所選周期性模式中的主開關(guān)導(dǎo)通的時間間隔的數(shù)目。根據(jù)一個特定特征,對于一個周期性模式的時間間隔的第二子集中的任何時間間隔,連接到由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的另一個端子的所述開關(guān)在第二子集的各時間間隔期間不導(dǎo)通,并且各橋接器件的輸入與輸出之間的電壓在第二子集的各時間間隔期間的總和等于負(fù)的非零整數(shù)P乘以第一正值。因此,輸入電壓可以取輸出電壓乘以(N-P)并且除以N的值,其中N是所選周期性模式中的主開關(guān)不導(dǎo)通的時間間隔的數(shù)目。根據(jù)一個特定特征,時間間隔的第一子集包括Kp個時間間隔,第二子集包括P個時間間隔,并且數(shù)Kp等于所述周期性模式的時間間隔數(shù)目減去數(shù)P。因此,在所述周期性模式的所有時間間隔內(nèi),輸入電壓可以取輸出電壓乘以N-P并且除以N的值,并且由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器可以執(zhí)行等于N除以N-P的升壓t匕,其中N和P可以被靈活選擇以便實現(xiàn)所期望的升壓比。結(jié)果,利用由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器所能實現(xiàn)的升壓比的數(shù)目增大很多。隨著升壓比數(shù)目的增大,于是更容易實現(xiàn)對輸出電壓的調(diào)節(jié)。根據(jù)一個特定特征,由n個橋接器件輸入構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的輸入被連接到輸入電壓源,并且由周期性模式提供的電壓等于輸入電壓源的電壓乘以N除以N-P。因此,確定由每個周期性模式提供的電壓就非常簡單,并且簡化了選擇周期性模式的步驟。根據(jù)一個特定特征,每個第一、第二和第三正值分別等于輸入電壓值除以每個第一、第二和第三周期性模式的數(shù)N減去數(shù)P。因此可以容易地從輸入電壓電平確定所述正值。根據(jù)一個特定特征,由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的輸入被連接到輸入光伏源,并且由周期性模式提供的電壓等于光伏源的最大功率點乘以N除以N-P。
因此,確定由每個周期性模式提供的電壓就非常簡單,并且簡化了選擇周期性模式的步驟。根據(jù)一個特定特征,所述升壓轉(zhuǎn)換器由3個橋接器件構(gòu)成,并且Ic1等于2,k2等于3,以及k3等于4,P1等于1,P2等于2,P3等于4。因此,第一周期性模式可以被設(shè)計成使得各橋接器件的輸入與輸出之間的電壓在每個時間間隔期間的總和能夠被布置成是由包括在9與-9之間的任何整數(shù)乘以第一正值。此外。有可能受益于第一 周期性模式的10:1和10:9的非常高和非常低的升壓比,以及許多第三周期性模式的升壓比。由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的適用范圍得以擴(kuò)展。根據(jù)一個特定特征,時間間隔的數(shù)目是包括在5到10之間的整數(shù)。因此,由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器可以執(zhí)行等于10/1和10/9的升壓比。利用升壓轉(zhuǎn)換器所能實現(xiàn)的升壓比的數(shù)目增加了兩個。升壓比的范圍從
被擴(kuò)展到
。通過閱讀下面對示例實施例的描述,本發(fā)明的特征將更清楚地呈現(xiàn)出來,所述描述是參照附圖進(jìn)行的,其中
圖Ia是由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的第一實例;
圖Ib是由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的第二實例;
圖2表示包括升壓轉(zhuǎn)換器的器件的實例;
圖3a表示一個表格,該表格表示當(dāng)Ic1等于2、k2等于3并且k3等于4時根據(jù)本發(fā)明的可以由第一周期性模式或至少一個第二周期性模式提供的不同升壓比;
圖3b表示一個表格,該表格表示當(dāng)P1等于l、p2等于2并且p3等于4時根據(jù)本發(fā)明的可以由至少一個第三周期性模式提供的不同升壓比;
圖4a表不一個表格,該表格表不由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的第一實例的各開關(guān)的開關(guān)狀態(tài),以便在由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的各橋上獲得不同電壓;
圖4b表不一個表格,該表格表不由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的第二實例的各開關(guān)的開關(guān)狀態(tài),以便在由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的各橋上獲得不同電壓;
圖5a和5b是為了在第一周期性模式或至少一個第二周期性模式被分解成10個時間間隔時具有不同升壓比的、由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的各橋上的電壓值的實例;圖6a到6d是為了在第一周期性模式或至少一個第二周期性模式被分解成8個時間間隔時具有不同升壓比的、由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的各橋上的電壓值的實例;
圖7a和7b是為了在第一周期性模式或至少一個第二周期性模式被分解成7個時間間隔時具有不同升壓比的、由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的各橋上的電壓值的實例;
圖8a和Sb是為了在第一周期性模式或至少一個第二周期性模式被分解成6個時間間隔時具有不同升壓比的、由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的各橋上的電壓值的實例;
圖9a到9d是為了在第一周期性模式或至少一個第二周期性模式被分解成5個時間間隔時具有不同升壓比的、由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的各橋上的電壓值的實例;
圖IOa和IOb是為了在選擇至少一個第三周期性模式時具有不同升壓比的、由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的各橋上的電壓值的實例;
圖11是根據(jù)本發(fā)明的用于確定必須為由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器選擇哪個周期性模式的算法的實例。圖Ia是由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的第一實例。由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器也被稱作無電抗器升壓轉(zhuǎn)換器,其在這里被稱作RLBC升壓轉(zhuǎn)換器。在圖Ia中,3個比特或橋接器件B1、B2和B3被示出并被串聯(lián)連接;第三個比特B3被連接到輸出級。
這里必須注意,橋接器件的數(shù)目可以低于或高于3個?;旧?,常規(guī)DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器的電感器被串聯(lián)連接的“n”個橋接器件替代。如圖Ia中所示,每個橋接器件由4個開關(guān)以及電容器構(gòu)成。這里必須注意,兩個開關(guān)可以采取充當(dāng)開關(guān)的二極管的形式。這種單獨的橋結(jié)構(gòu)也被稱作“比特”。由3個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器還包含輸出級,所述輸出級包括二極管D4和開關(guān)S4。比特BI由兩個二極管Dll和D12、兩個開關(guān)Sll和S12以及一個電容器Cl構(gòu)成。比特B2由兩個二極管D21和D22、兩個開關(guān)S21和S22以及一個電容器C2構(gòu)成。比特B3由兩個二極管D31和D32、兩個開關(guān)S31和S32以及一個電容器C3構(gòu)成。輸出級還被連接到電容器CL。對于i=l、2或3的每個比特Bi,二極管Dil的陽極被鏈接到開關(guān)Sil的第一端子。Dil的陰極被鏈接到開關(guān)Si2的第一端子并且被鏈接到電容器Ci的正端子。開關(guān)Sil的第二端子被鏈接到電容器Ci的負(fù)端子并且被鏈接到二極管Di2的陽極。二極管Di2的陰極被鏈接到開關(guān)Si2的第二端子。例如光伏元件PV之類的DC電提供裝置提供輸入電壓Vin。DC電提供裝置的正端子被連接到二極管Dll的陽極。二極管D12的陰極被連接到二極管D21的陽極。二極管D22的陰極被連接到二極管D31的陽極。二極管D32的陰極被鏈接到開關(guān)S4的第一端子并且被鏈接到二極管D4的陽極。D4的陰極被鏈接到電容器CL的正端子。開關(guān)S4的第二端子被鏈接到電容器CL的負(fù)端子并且被鏈接到DC電提供裝置的負(fù)端子。電容器CL上的電壓等于Vout。BI的輸入與輸出之間的電壓差被稱作Vbl,B2的輸入與輸出之間的電壓差被稱作Vb2,并且B3的輸入與輸出之間的電壓差被稱作Vb3。Cl中的電壓差被稱作Vcl,C2中的電壓差被稱作Vc2,并且C3中的電壓差被稱作Vc3。常規(guī)升壓轉(zhuǎn)換器與RLBC之間的主要差別依賴于下述事實后者只能實現(xiàn)電壓升壓比(從而還有占空比D的值,其中比=1/ (I-D))的一些離散值,所述離散值取決于可用“比特”的數(shù)目。在傳統(tǒng)上,升壓比的離散值的該數(shù)目遵循以下法則 n =9n
1Aratios ^
其中,“nMti。/’是可能的升壓比(或占空比)的總數(shù),以及“n”是串聯(lián)連接的比特的數(shù)目。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),在每個比特中施加的電壓值遵循以下法則
[Vcl:Vc2:Vcn] = [l:2: . . . 2(Iri)]Vout/2n其中,“Vout”是經(jīng)升壓的輸出電壓。按照類似的方式,可能的比以及從而還有占空比(D)遵循以下法則
rati0i=2n/ (2n-j), i=l, 2, ,nratios 并且 j=i_lDi=I-IZratioi, i=l, 2, . . .,nratios
最后,為了獲得恒定的輸出電壓,有可能具有“nrati()S”個不同的輸入電壓,其將遵循以下法則
Vin=VouVratioi, i=l, 2, . . . nratios
為了確保轉(zhuǎn)換器的正確操作,對于所有這些“nMti。/ ’種可能性,遵循以下關(guān)系 k
[Vci — Vout41~ I/(n,aiios)) H ,2,…N。
i-..I對于圖I 的 n=3 個比特的情況,[Vcl: Vc2: Vc3] = [1:2:4] Vref= [1:2:4] Vout/8。每個橋Bi的各開關(guān)的開關(guān)模式被定義以便在該橋的連接器處提供等于+Vci、-Vci或0的電壓Vbi,其中Vci是電容器Ci的電壓。此外,每個比特Bi的開關(guān)模式在時間上被定義為主開關(guān)周期T=l/f的一連串的2"個相等的子周期AT。利用提供[1:2:4]乘法因數(shù)的周期性模式工作的RLBC具有幾個缺點。在這種情況下,只能夠?qū)崿F(xiàn)“2n”個可能的離散比/占空比。對于n=3個比特的情況,只可能有8個不同的升壓比。因此,對輸出電壓的調(diào)節(jié)變得難以實現(xiàn)。由于無法平滑地選擇占空比,因此對于給定的輸入電壓范圍,必須在相當(dāng)大的范圍內(nèi)對輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。然而,對于諸如逆變器之類的特定應(yīng)用來說,升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓范圍不能為大的。Vci電壓是對于每個離散占空比確定性地定義的(Vci=214 *Vout/8)。這在設(shè)計具有額定為最大電壓電平的組件的功率電路方面就沒有留下靈活性。選擇具有高額定電壓電平的組件可能會增加電路的成本,并且還可能增加組件的開關(guān)功率損耗。每個電容器的充電和放電模式對于給定占空比是固定的,并且在各電容器之間是不同的,從而有時導(dǎo)致經(jīng)過每個比特的RMS電流電平的高電平。電流的高RMS電平通??s短電容器的壽命。 本發(fā)明旨在增加不同升壓比的數(shù)目。本發(fā)明對于由多個比特(例如3個比特BI、B2和B3 )構(gòu)成的RLBC提出新的開關(guān)控制模式,其中當(dāng)所選周期性模式是至少一個第二周期性模式或至少一個第三周期性模式時,比特的至少一個電容器的電壓值可以是不同的。舉例來說,對于由3個比特構(gòu)成的RLBC,如果所選周期性模式是至少一個第二周期性模式,則[VC1:VC2:VC3]可以等于[2:3:4]VMf,并且如果所選周期性模式是至少一個第三周期性模式,則[VC1:VC2:VC3]可以等于[1:2:4]Vref0現(xiàn)在定義RLBC電路的開關(guān)命令法則。基本上,每個比特電壓Vbl . . . Vb3被如下表示為時間的函數(shù)
H
Vhi = ^mjA(i - JAT) it中 i.......:]到:{
嚴(yán)I
其中,A⑴表示時間間隔寬度AT的階躍函數(shù)。至于開關(guān)的控制命令法則,根據(jù)以下法則,在第j個時間間隔Tj中,Sil、Si2可以在{0;1}中取值,電壓Vbij在{-Vci,0;Vci}中取值
權(quán)利要求
1.用于控制由串聯(lián)連接的n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的方法,每個橋接器件由多個開關(guān)以及電容器構(gòu)成,所述開關(guān)由至少三個周期性模式中的ー個第一周期性模式控制,每個周期性模式被分解成時間間隔,其特征在于,在第一周期性模式和至少ー個第二周期性模式的每個時間間隔內(nèi),對于i從I到n,每第i個橋接器件的輸入與輸出之間的電壓等于零值、或者整數(shù)h乘以第一正值和至少ー個第二正值、或者負(fù)的所述數(shù)Ici乘以第一正值和至少ー個第二正值,并且在至少ー個第三周期性模式的每個時間間隔內(nèi),對于i從I到n,每第i個橋接器件的輸入與輸出之間的電壓等于零值、或者整數(shù)Pi乘以至少ー個第三正值、或者負(fù)的所述數(shù)Pi乘以至少ー個第三正值,至少ー個數(shù)h不同于數(shù)Pi,其中,所述方法包括以下步驟 -檢測到必須選擇周期性模式; -選擇ー個周期性模式; -根據(jù)所選周期性模式控制所述開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法,其特征在于,所述檢測到必須選擇周期性模式是通過檢查第一周期性模式是否提供低于第一閾值或高于第二閾值的輸出電壓值來執(zhí)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法,其特征在于,如果所述第三周期性模式所提供的輸出電壓值高于第一閾值且低于第二閾值,并且與提供高于第一閾值且低于第二閾值的所述或每個第二周期性模式所提供的輸出電壓相比更接近預(yù)期輸出電壓值,則所選周期性模式是ー個第三周期性模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法,其特征在于,如果所述第二周期性模式所提供的輸出電壓值高于第一閾值、低于第二閾值并且與至少ー個第三周期性模式所提供的一個或多個電壓至少ー樣接近預(yù)期輸出電壓值,則所選周期性模式是ー個第二周期性模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的方法,其特征在于,所述預(yù)期電壓值等于第二閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I到5中的任ー項的方法,其特征在于,一個橋接器件的輸入與輸出之間的電壓在每個周期性模式的各時間間隔內(nèi)的總和等于零值。
7.根據(jù)權(quán)利要求I到6中的任ー項的方法,其特征在于,第一個橋接器件被連接到由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的端子之一,并且最后一個橋接器件的開關(guān)之一被連接到由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的另ー個端子,或者第一個橋接器件被連接到由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的端子之一,并且由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器還包括至少ー個開關(guān),其被連接到最后ー個橋接器件并且被連接到由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的另ー個端子。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法,其特征在于,對于所選周期性模式的時間間隔的第一子集中的任何時間間隔,連接到由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的另ー個端子的所述開關(guān)在第一子集的各時間間隔期間導(dǎo)通,并且各橋接器件的輸入與輸出之間的電壓在第一子集的各時間間隔期間的總和等于整數(shù)Kp乘以所述正值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法,其特征在于,對于ー個周期性模式的時間間隔的第二子集中的任何時間間隔,連接到由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的另ー個端子的所述開關(guān)在第二子集的各時間間隔期間不導(dǎo)通,并且各橋接器件的輸入與輸出之間的電壓在第二子集的各時間間隔期間的總和等于負(fù)的非零整數(shù)P乘以第一正值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法,其特征在于,時間間隔的第一子集包括Kp個時間間隔,第ニ子集包括P個時間間隔,并且數(shù)Kp等于所述周期性模式的時間間隔的數(shù)目減去數(shù)P。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法,其特征在于,由n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的輸入被連接到輸入電壓源,并且由周期性模式提供的電壓等于輸入電壓源的電壓乘以N除以N-P。
12.根據(jù)權(quán)利要求I到11中的任ー項的方法,其特征在于,每個第一、第二和第三正值分別等于輸入電壓值除以每個第一、第二和第三周期性模式的數(shù)N減去數(shù)P。
13.根據(jù)權(quán)利要求I到11中的任ー項的方法,所述升壓轉(zhuǎn)換器由3個橋接器件構(gòu)成,Ic1等于2,k2等于3,k3等于4,P1等于1,P2等于2,以及p3等于4。
14.根據(jù)權(quán)利要求I到11中的任ー項的方法,其特征在于,時間間隔的數(shù)目是包括在5到10之間的整數(shù)。
15.用于控制由串聯(lián)連接的n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的設(shè)備,每個橋接器件由多個開關(guān)以及電容器構(gòu)成,所述開關(guān)由至少三個周期性模式中的ー個第一周期性模式控制,每個周期性模式被分解成時間間隔,其特征在于,在第一周期性模式和至少ー個第二周期性模式的每個時間間隔內(nèi),對于i從I到n,每第i個橋接器件的輸入與輸出之間的電壓等于零值、或者整數(shù)も乘以第一正值和至少ー個第二正值、或者負(fù)的所述數(shù)Ici乘以第一正值和至少ー個第二正值,并且在至少ー個第三周期性模式的每個時間間隔內(nèi),對于i從I到n,每第i個橋接器件的輸入與輸出之間的電壓等于零值、或者整數(shù)Pi乘以至少ー個第三正值、或者負(fù)的所述數(shù)Pi乘以至少ー個第三正值,至少ー個數(shù)h不同于數(shù)Pi, 其中,用于控制輸出電壓的所述設(shè)備包括 -用于檢測到必須選擇周期性模式的裝置; -用于選擇ー個周期性模式的裝置; -用于根據(jù)所選周期性模式控制所述開關(guān)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制由串聯(lián)連接的n個橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的方法,每個橋接器件由多個開關(guān)以及電容器構(gòu)成,所述開關(guān)由被分解成時間間隔的周期性模式控制。在第一周期性模式和至少一個第二周期性模式的每個時間間隔內(nèi),對于i從1到n,每第i個橋接器件的輸入與輸出之間的電壓等于零值、或者整數(shù)ki乘以第一正值和至少一個第二正值、或者負(fù)的所述數(shù)ki乘以第一正值和至少一個第二正值,并且在至少一個第三周期性模式的每個時間間隔內(nèi),對于i從1到n,每第i個橋接器件的輸入與輸出之間的電壓等于零值、或者整數(shù)pi乘以至少一個第三正值、或者負(fù)的所述數(shù)pi乘以至少一個第三正值,至少一個數(shù)ki不同于數(shù)pi。
文檔編號H02M3/07GK102804572SQ201080027943
公開日2012年11月28日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者N.瓦耶 申請人:三菱電機(jī)研發(fā)中心歐洲有限公司, 三菱電機(jī)株式會社