三电平变换器及其控制方法、以及供电系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113938001A(43)申请公布日2022.01.14(21)申请号202111095041.X(22)申请日2021.09.17(71)申请人华为数字能源技术有限公司地址518043广东省深圳市福田区香蜜湖街道香安社区安托山六路33号安托山总部大厦A座研发39层01号(72)发明人鞠华磊徐志武李琳(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202代理人熊永强李稷芳(51)Int.Cl.H02M3/04(2006.01)H02M3/07(2006.01)权利要求书3页说明书17页附图10页(54)发明名称三电平变换器及其控制方法、以及供电系统(57)摘要本申请提供一种三电平变换器及其控制方法、以及供电系统，三电平变换器包括高压侧单元、低压侧单元、飞跨电容、第一开关至第四开关及控制单元。在飞跨电容的电压不在目标电压范围(安全电压范围)时，控制单元可控制第三开关和第四开关常断，并基于飞跨电容的电压和低压侧单元的电压控制第一开关和第二开关中各开关导通或关断，以使飞跨电容的电压处于目标电压范围。或者，控制单元可控制第一开关和第二开关常断，并基于飞跨电容的电压和低压侧单元的电压控制第三开关和第四开关中各开关导通或关断，以使飞跨电容的电压处于目标电压范围。基于本申请，通过不同的开关动作将飞跨电容的电压控制在目标电压范围内，系统结构简单，成本低，适用性强。CN113938001ACN113938001A权利要求书1/3页1.一种三电平变换器，其特征在于，所述三电平变换器包括高压侧单元、低压侧单元、飞跨电容、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关以及控制单元，其中，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关以及所述第四开关串联后与所述高压侧单元并联，所述第一开关和所述第二开关的串联连接点通过所述飞跨电容连接所述第三开关和所述第四开关的串联连接点，所述第三开关和所述第四开关串联后与所述低压侧单元并联；所述控制单元用于控制所述第三开关和所述第四开关常断，并基于所述飞跨电容的电压和所述低压侧单元的电压控制所述第一开关和所述第二开关中各开关导通或者关断，以使所述飞跨电容的电压处于目标电压范围；或者所述控制单元还用于控制所述第一开关和所述第二开关常断，并基于所述飞跨电容的电压和所述低压侧单元的电压控制所述第三开关和所述第四开关中各开关导通或者关断，以使所述飞跨电容的电压处于目标电压范围。2.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述控制单元用于在所述飞跨电容的电压小于所述目标电压范围的电压下限值、且所述飞跨电容的电压小于所述低压侧单元的电压时控制所述第一开关常通，控制所述第二开关在第一时间段内导通并在第二时间段内关断，其中，所述第一时间段为所述第二开关的开关周期内早于所述第二时间段的时间段。3.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述控制单元用于在所述飞跨电容的电压小于所述目标电压范围的电压下限值、且所述飞跨电容的电压大于所述低压侧单元的电压时控制所述第二开关常断，控制所述第一开关在第一时间段内导通并在第二时间段内关断，其中，所述第一时间段为所述第一开关的开关周期内早于所述第二时间段的时间段。4.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述控制单元用于在所述飞跨电容的电压大于所述目标电压范围的电压上限值、且所述飞跨电容的电压小于所述低压侧单元的电压时控制所述第二开关常通，控制所述第一开关在第一时间段内导通并在第二时间段内关断，其中，所述第一时间段为所述第一开关的开关周期内早于所述第二时间段的时间段。5.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述控制单元用于在所述飞跨电容的电压大于所述目标电压范围的电压上限值、且所述飞跨电容的电压大于所述低压侧单元的电压时控制所述第一开关常断，控制所述第二开关在第一时间段内导通并在第二时间段内关断，其中，所述第一时间段为所述第二开关的开关周期内早于所述第二时间段的时间段。6.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述控制单元用于在所述飞跨电容的电压小于所述目标电压范围的电压下限值、且所述飞跨电容的电压小于所述低压侧单元的电压时控制所述第三开关常断，并控制所述第四开关在第一时间段内导通并在第二时间段内关断，其中，所述第一时间段为所述第四开关的开关周期内早于所述第二时间段的时间段。7.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述控制单元用于在所述飞跨电容的电压小于所述目标电压范围的电压下限值、且所述飞跨电容的电压大于所述低压侧单元的电压时控制所述第四开关常通，控制所述第三开关在第一时间段内导通并在第二时间段内关断，其中，所述第一时间段为所述第三开关的开关周期内早于所述第二时间段的时间段。8.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于