过压保护电路和多电平升压电路的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种过压保护电路和多电平升压电路。


背景技术：

2.目前，多电平升压电路中会在其输出端设置一用于续流的二极管，而在多电平升压电路工作时，如果其输入端出现短路，会使得该二极管存在过压击穿的风险；或者，在多电平升压电路不接入输入电压，而其输出端所接的后端电路正常工作时，该二极管同样存在过压击穿的风险，即现有多电平升压电路中存在续流二极管的过压的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提供一种过压保护电路，旨在解决多电平升压电路中续流二极管的过压问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提出一种过压保护电路，应用于多电平升压电路中，所述多电平升压电路包括输入端、第一二极管及输出端，所述第一二极管的阴极与所述多电平升压电路的输出端连接；所述过压保护电路包括：
5.电压检测电路，所述电压检测电路的两个电压检测端与所述多电平升压电路的输入端及输出端一一对应连接；所述电压检测电路用于检测输入端和输出端的电压，并分别输出输入电压检测信号和输出电压检测信号；
6.过压保护控制电路，与所述电压检测电路的输出端连接，所述过压保护控制电路用于在根据所述输入电压检测信号和所述输出电压检测信号确定所述多电平升压电路中续流二极管过压时，输出过压保护信号；以及，
7.充电电路，并联设置于所述多电平升压电路的输入端和所述多电平升压电路的输出端，所述充电电路的受控端与所述过压保护控制电路的控制端连接；其中，
8.所述充电电路，用于在接收到所述过压保护信号时开启，以将所述多电平升压电路的输出端电压接入至所述多电平升压电路的输入端。
9.可选地，所述过压保护控制电路包括主控制器，所述主控制器的输入端与所述过压保护控制电路的输入端连接，所述主控制器的控制端与所述过压保护控制电路的控制端连接。
10.可选地，所述过压保护控制电路包括比较器，所述比较器的输入端与所述过压保护控制电路的输入端连接，所述比较器的输出端与所述过压保护控制电路的控制端连接。
11.可选地，所述电压检测电路包括：
12.输入电压检测电路，其检测端与所述多电平升压电路的输入端连接，所述输入电压检测电路用于检测所述输入端的电压，并输出所述输入电压检测信号；以及，
13.母线电压检测电路，其检测端与所述多电平升压电路的输出端连接，所述输入电压检测电路用于检测所述输出端的电压，并输出所述输出电压检测信号。
14.可选地，所述多电平升压电路包括多个多电平升压支路，多个所述多电平升压支路的输出端分别与所述多电平升压电路的输出端连接；
15.所述输入电压检测电路的数量与所述多电平升压支路的数量对应，其中，每一所述电压检测电路对应检测一个所述多电平升压支路的输入端电压，并输出对应的所述输入电压检测信号。
16.可选地，所述过压保护控制电路还用于根据多路所述输入电压检测电路输出的输入电压检测信号和所述输出电压检测信号确定任意一路多电平升压支路中的续流二极管过压时，控制所述充电电路将多电平升压电路的输出端电压接入至该过压的所述多电平升压支路的输入端。
17.可选地，所述过压保护控制电路还用于根据多路所述输入电压检测电路输出的输入电压检测信号和所述输出电压检测信号确定多路所述多电平升压支路中的续流二极管过压时，依次控制所述充电电路将多电平升压电路的输出端电压接入至过压的所述多电平升压支路的输入端。
18.可选地，所述充电电路包括第一开关器件，所述第一开关器件的受控端与所述充电电路的受控端连接，所述第一开关器件的输入端与所述充电电路的输入端连接，所述第一开关器件的输出端与所述充电电路的输出端连接。
19.可选地，所述充电电路还包括限流电阻，所述限流电阻串联设置于所述第一开关器件与所述多电平升压电路的输入端之间；
20.和/或，所述限流电阻串联设置于所述第一开关器件与所述多电平升压电路的输出端之间。
21.本实用新型还提出一种多电平升压电路，所述多电平升压电路包括：
22.输入端；
23.输出端；
24.第一二极管；
25.多电平升压电路主回路，其输入端与所述输入端连接，其输出端与所述输出端连接；所述多电平升压电路主回路包括所述第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述多电平升压电路主回路的输出端连接；以及，
26.如上所述的过压保护电路，所述过压保护电路的两个检测端分别与所述输入端和所述输出端一一对应连接，其输入端与所述输出端连接，其输出端与所述输出端连接。
27.本实用新型过压保护电路通过设置电压检测电路、过压保护控制电路和充电电路，并通过过压保护控制电路在根据电压检测电路输出的输入电压检测信号和输出电压检测信号确定多电平升压电路中第一二极管(即续流二极管) 过压时，输出过压保护信号以控制充电电路开启，以将多电平升压电路的输出端电压接入至多电平升压电路的输入端。本实用新型技术方案通过在确定多电平升压电路中第一二极管过压时，将多电平升压电路的输出端电压输出至其输入端，以通过提高二极管阳极电压准位来及时减小二极管两端所承受的电压差，避免了二极管被过压击穿的风险，进而解决了多电平升压电路中第一二极管的过压问题。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
29.图1为本实用新型过压保护电路一实施例的功能模块示意图；
30.图2为本实用新型过压保护电路另一实施例的电路结构示意图；
31.图3为本实用新型过压保护电路另一实施例的电路结构示意图；
32.图4为本实用新型过压保护电路另一实施例的电路结构示意图；
33.图5为本实用新型过压保护电路另一实施例的电路结构示意图；
34.图6为本实用新型过压保护电路另一实施例的电路结构示意图；
35.图7为现有技术对三电平升压电路进行过压保护一实施例的电路结构示意图；
36.图8为现有技术对三电平升压电路进行过压保护另一实施例的电路结构示意图。
37.附图标号说明：
38.标号名称标号名称10电压检测电路bus+正极输出端11输入电压检测电路bus
‑
负极输出端12母线电压检测电路c1第一电容20过压保护控制电路c2第二电容21主控制器c3第三电容22比较器l1第一电感30充电电路s2第二开关器件s1第一开关器件s3第三开关器件rs限流电阻s4第四开关器件pv+正极输入端d1第一二极管pv
‑
负极输入端d2第二二极管r1和r2均压电阻d3第三二极管
39.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
40.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
42.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可
以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
44.本实用新型提出一种多电平升压电路，可应用于多电平升压电路。
45.该多电平升压电路可包括依次串联设置的输入端、多电平升压电路主回路及输出端。其中，输入端和输出端可分别包括：正极输入端rv+、负极输入端rv
‑
、正极输出端bus+和负极输出端bus
‑
，并可分别通过正电压母线和负电压母线一一对应连接；多电平升压电路主回路的拓扑结构决定多电平升压电路的类型，多电平升压电路主回路可选用三电平拓扑结构或五电平拓扑结构，本实施例以多电平升压电路主回路为三电平拓扑结构为例进行解释说明。
46.三电平拓步结构的多电平升压电路主回路可包括：第一电容c1、第一电感l1、第二开关器件s2、第三开关器件s3、第一二极管d1(即续流二极管)、第二二极管d2、第二电容c2和第三电容c3；第二开关器件s2和第三开关器件s3可彼此串联以形成开关组，并设于正电压母线和负电压母线之间，且该开关组的输出端可经第二二极管d2与第一二极管d1的阳极连接；第一电容c1和第一电感l1则可设于输入端与该开关组的输入端之间；第二电容c2 的两端可分别与第一二极管d1的阳极以及第二开关器件s2和第三开关器件 s3的公共端连接；第三电容c3为输出电容，设于正极输出端bus+和负极输出端bus
‑
之间。但在该多电平升压电路工作时会出现输出端过压的问题，例如：当其输入端出现短路时，会使得其输入端接入电压的电压值变为零，以致使第一二极管d1阳极的电压突降，而其阴极的电压由于第三电容c3的原因，会维持之前的电压水平，因此当第一二极管d1阳极和阴极两端的电压差超出第一二极管d1的反向击穿电压时，会导致第一二极管d1被反向击穿而被损坏。可以理解的是，多电平升压电路不接入输入电压，而其输出端所接的后端电路正常工作所导致的过压问题也是同理，在此不做赘述。
47.参照图1至图6，在本实用新型一实施例中，所述过压保护电路包括：
48.电压检测电路10，所述电压检测电路10的两个电压检测端与所述多电平升压电路的输入端及输出端一一对应连接；所述电压检测电路10用于检测输入端和输出端的电压，并分别输出输入电压检测信号和输出电压检测信号；
49.过压保护控制电路20，与所述电压检测电路10的输出端连接，所述过压保护控制电路20用于在根据所述输入电压检测信号和所述输出电压检测信号确定所述多电平升压电路中续流二极管过压时，输出过压保护信号；以及，
50.充电电路30，并联设置于所述多电平升压电路的输入端和所述多电平升压电路的输出端，所述充电电路30的受控端与所述过压保护控制电路20的控制端连接；其中，
51.所述充电电路30，用于在接收到所述过压保护信号时开启，以将所述多电平升压
电路的输出端电压接入至所述多电平升压电路的输入端。
52.本实施例中，电压检测电路10可采用分压电阻、集成运放电路等分立元件组成的检测电路来实现，当然，还可以为电压型霍尔传感器等专用电压检测器件来实现。电压检测电路10可通过电阻分压或者电磁感应的原理来分别检测输入至多电平升压电路输入端的电压以及其输出的电压，并可分别输出与上述两者电压对应的输入电压检测信号及输出电压检测信号。
53.过压保护控制电路20可为mcu、dsp或fpga等微处理器，或者还可为基于运放器件构成的专用比较电路。过压保护控制电路20中可设有有相关的硬件电路或算法，以及存储有相关参数数据，并可通过相应的引脚和端口与过压保护电路中其他功能电路连接。过压保护控制电路20可通过用于减法的电路或算法对接收到的输入电压检测信号和输出电压检测信号进行减法处理，以得到二者的信号差值，根据两者的差值即可确定第一二极管d1是否过压，例如该差值达到一设定阈值时，即可确定第一二极管d1两端的电压过压。过压保护控制电路20还可将该信号差值通过硬件电路，例如比较器22来确定第一二极管d1两端的电压是否过压，通过比较器22将二者的差值与一阈值电压进行比较，以在信号差值对应的电压值大于阈值电压时也可确定过压。本实施例中该设定的阈值可以设定为小于第一二极管d1的反向击穿电压的一个阈值，当过压保护控制电路20检测到输出端的电压上升和/或输入端的电压下降使得第一二极管d1的端电压超出其所能够承受的反向击穿电压时，则可以确定第一二极管过压并输出可为电平形式的过压保护信号。可以理解的是，本实施例通过将多电平升压电路的输入端电压和输出端电压，分别与第一二极管d1阳极和阴极两端的电压建立映射关系，通过检测多电平升压电路输入端的电压和输出端的电压，即可确定第一二极管d1阳极和阴极两端电压，从而在根据多电平升压电路输入端的电压和输出端的电压确定第一二极管d1阳极和阴极两端电压达到反向击穿电压时，控制充电电路30工作，以实现对第一二极管d1的过压保护，防止第一二极管d1被反向击穿而被损坏。
54.充电电路30可由三极管、mos管、igbt或可控硅等开关器件中的一种或多种组合。充电电路30可根据接收到的过压保护信号的电平状态来改变其中各开关器件的导通或截止状态进而改变自身的开启或关闭状态，本实施例以充电电路30接收到高电平的过压保护信号时开启，接收到低电平的过压保护信号时关闭为例进行解释说明。充电电路30可在接收到高电平的过压保护信号时，将其输入端所接入的电压输出至其输入端，即将多电平升压电路的输出端电压输出至多电平升压电路的输入端，以通过抬升多电平升压电路的输入端电压来缩小第一二极管d1两端的电压差，直至过压保护控制电路20 再次根据输入电压检测信号和输出电压检测信号确定此时多电平升压电路的输出端电压不过压时，充电电路30可根据此时过压保护控制电路20输出的低电平的过压保护信号进入关闭状态，重复上述过程，可使得第一二极管d1 两端的电压避免过压的风险。当然，在其他可选实施例中，还可以为低电平控制充电电路30开启，高电平控制充电电路30关闭。
55.本实用新型过压保护电路通过设置电压检测电路10、过压保护控制电路 20和充电电路30，并通过过压保护控制电路20在根据电压检测电路10输出的输入电压检测信号和输出电压检测信号确定多电平升压电路中第一二极管 d1(即续流二极管)过压时，输出过压保护信号以控制充电电路30开启，以将多电平升压电路的输出端电压接入至多电平升压电路的输入端。本实用新型技术方案通过在确定多电平升压电路中第一二极管d1过压时，
将多电平升压电路的输出端电压输出至其输入端，以通过提高二极管阳极电压准位的来及时减小二极管两端所承受的电压差，避免了二极管被过压击穿的风险，进而解决了多电平升压电路中第一二极管d1的过压问题。
56.参考图7，在多电平升压电路为三电平升压电路时，现有技术存在两种解决该技术问题的方案，一个是在第一二极管d1、第二二极管d2上分别并联电阻r1和电阻r2以实现均压，该方案会使得并联电阻上始终产生损耗，降低多电平升压电路所应用的设备，例如：变换器，的工作效率；且由于二极管器件的漏电流随着温度的升高会呈指数上升，所以该方案中必须选用电阻漏电流大于二极管漏电流的10倍的电阻器件，但即便如此，后端母线也会通过并联的电阻r1和r2给输入充电，进而使得三电平升压电路容易工作在打嗝模式。
57.参考图8，而另一种方案则通过在后端电路中设置两串联的第三电容c3，并通过设置二极管d3及与其串联的第四开关器件q4以形成箝位电路，以分别连接第一二极管d1的阳极和两第三电容c3的中点，通过利用两第三电容c3的中位点电位来对第一二极管d1的阳极电压进行箝位，但该方案的缺点在于当多路三电平升压电路共用一个箝位电路时，只有所有路三电平升压电路的输入电压达到启机标准电压时，才能驱动所有三电平升压电路进行工作，严重影响工作效率。通过采用本技术技术方案即可避免设置并联电阻带来的打嗝模式，也可解决钳位电路对于多路多电平升压电路不适用的问题。
58.参照图1至图6，在本实用新型一实施例中，所述过压保护控制电路20 包括主控制器21，所述主控制器21的输入端与所述过压保护控制电路20的输入端连接，所述主控制器21的控制端与所述过压保护控制电路20的控制端连接。
59.本实施例中，过压保护控制电路20可单独为主控制器21，以微处理器的形式来实现。主控制器21中可设有用于存储软件程序或算法及数据的存储器，以及调用并运行存储器中存储内容的处理器。本领域技术人员可在主控制器 21中根据多电平升压电路主回路对其输入端电压的升压比、该回路上各电子器件的开启电压及电压裕量，预先在主控制器21中集成有相应的推算算法，以在主控制器21接收到输入电压检测信号和输出电压检测信号时，可利用该算法来分别计算得到与二者电压检测信号对应的二极管阳极电压和阴极电压，进而可根据二极管阳极电压和阴极电压来确定第一二极管d1两端的电压是否过压。
60.在实际应用中，该主控制器21可以为多电平升压电路的控制器，也即在多电平升压电路的控制器中集成过压保护功能，同理，电压检测电路10也可同时为多电平升压电路中用于采集其输入端电压和输出端电压以实现升压精度控制的电压检测电路10。如此，即需设置充电电路30即可实现对第一二极管d1的过压保护，有利于提高主控制器21的集成度，同时还可以提高电压检测电路10的复用率，有利于降低多电平升压电路的生产成本，并且可以简化pcb布局，降低过压保护电路设计难度。
61.可以理解的是，本实施例的过压保护电路结构简单，易于实现，可以广泛的用于升压/降压电路中。
62.参照图1至图6，在本实用新型一实施例中，所述过压保护控制电路20 包括比较器22，所述比较器22的输入端与所述过压保护控制电路20的输入端连接，所述比较器22的输出端与所述过压保护控制电路20的控制端连接。
63.本实施例中，比较器22可为差动比较电路，以纯硬件电路的形式来实现。其中，比较器22可由电阻元件及运算放大器件构件组成。差动比较电路用于以硬件电路的形式实现
输入电压检测信号和输出电压检测信号的差值计算以及差值比较，以在输入电压检测信号和输出电压检测信号二者对应电压的电压差大于一预设参考电压时，输出过压保护信号，以触发充电电路30开启。还可以理解的是，参考电压的选取同样可根据多电平升压电路主回路对其输入端电压的升压比、该回路上各电子器件的开启电压及电压裕量来进行选取。
64.在其它可选实施例中，过压保护控制电路20的数量可为两路，一路采用硬件的比较器22，另一路采用主控制器21，以实现对多电平升压电路中输出端电压的双重过压保护。在其他实施例中，当过压保护控制电路20采用比较器22来实现时，电压检测电路10中的两检测端可分别对二极管两端的电压直接进行电压检测。通过采用硬件形式的比较器22来实现过压保护控制电路 20，可利用硬件的快速动作来及时降低多电平升压电路的输出端电压，相较于采用主控制器21实现而言，还可避免其程序算法跑飞等异常情况，有利于进一步降低第一二极管d1被过压击穿的风险。
65.参照图1至图6，在本实用新型一实施例中，所述电压检测电路10包括：
66.输入电压检测电路11，其检测端与所述多电平升压电路的输入端连接，所述输入电压检测电路11用于检测所述输入端的电压，并输出所述输入电压检测信号；以及，
67.母线电压检测电路12，其检测端与所述多电平升压电路的输出端连接，所述母线电压检测电路12用于检测所述输出端的电压，并输出所述输出电压检测信号。
68.本实施例中，电压检测电路10可根据检测端的不同分为两路，即输入电压检测电路11和母线电压检测电路12；可以理解的是，由于多电平升压电路正、负输出端分别经正、负电压母线输出电压，输出电压检测电路的检测端实际连接于多电平升压电路输出端之后的正、负电压母线上，即母线电压检测电路12实质为输出电压检测电路。可以理解的是，输入电压检测电路11 和母线电压检测电路12可采用同一种电路来实现，例如均采用分压电路来实现，或者均采用电压传感器来实现，当然，根据输入电压大小和输出电压大小的不同，也可为不同的实现方式，具体二者各自的实现方式根据实际的电压等级设置对应耐压性的电压检测电路10来实现，在此不做限制。通过设置输入电压检测电路11及母线电压检测电路12可分别对多电平升压电路的输入端电压及其输出端电压进行电压检测，并获取对应的输入电压检测信号和输出电压检测信号以进行过压保护。
69.参照图1至图6，在本实用新型一实施例中，所述多电平升压电路包括多个多电平升压支路，多个所述多电平升压支路的输出端分别与所述多电平升压电路的输出端连接；
70.所述输入电压检测电路10的数量与所述多电平升压支路的数量对应，其中，每一所述电压检测电路10对应检测一个所述多电平升压支路的输入端电压，并输出对应的所述输入电压检测信号。
71.本实施例中，由于实用中多电平升压电路还存在包括多路多电平升压支路的情况，每一多电平升压支路均用于将各自输入端接入的输入端电压经相应的升压变换后通过自身中的第一二极管d1输出至各自的输出端，而又由于各多电平升压支路的输出端均与多电平升压电路的输出端连接，因此，此时多电平升压电路的输出端输出的为各多电平升压支路的输出端电压的叠加之和。此时，输入电压检测电路11的数量需要与多电平升压电路的数量对应设置，以对每一路多电平升压支路的输入端电压进行电压检测，并输出相应的输入电压检测信号；母线电压检测电路12依然只需要检测多电平升压电路的输出端电压即可，并输出一路输出电压检测信号，进而以使过压保护控制电路20可根据接收到的多路输
入电压检测信号和一路输出电压检测信号控制充电电路30开启，以进行任一多电平升压支路中第一二极管电压的过压保护。
72.可以理解的是，本实施例中，充电电路30还可为单刀多掷开关。在一可选实施例中，多电平升压电路的数量为两路，充电电路30对应选用可控型单刀双掷开关。如此设置，以使本实用新型技术方案可适配于多电平升压电路的多路应用，并可解决多路多电平升压电路应用中输出端电压的过压问题。
73.参照图1至图6，在本实用新型一实施例中，所述过压保护控制电路还用于根据多路所述输入电压检测电路10输出的输入电压检测信号和所述输出电压检测信号确定任意一路多电平升压支路中的续流二极管过压时，控制所述充电电路30将多电平升压电路的输出端电压接入至该过压的所述多电平升压支路的输入端。
74.本实施例中，充电电路30中的开关器件的数量可以设置为多个，多个开关器件的数量可与多电平升压支路的数量对应，也即对应多电平升压支路设置有一个开关器件，以在该多电平升压支路出现第一二极管d1过压时导通，从而将多电平升压电路的输出端电压接入至该路过压的多电平升压支路的输入端。在工作过程中，过压保护控制电路20根据接收到的多路输入电压检测信号和一路输出电压检测信号得到与每一多电平升压支路对应的电压差值，并可根据各多电平升压支路的电压差值确定各路多电平升压支路中的第一二极管d1是否过压。过压保护控制电路20可根据确定结果控制充电电路30工作，以在检测到多路电平升压支路中的任意一路多路电平升压支路出现第一二极管d1过压时，控制与该多电平升压支路输入端对应的开关器件开启，即可实现将多电平升压电路的输出端电压接入至该路过压的多电平升压支路的输入端，进而以解决多路多电平升压支路中任意一路支路中第一二极管d1的过压问题。可以理解的是，本实施例中，在多电平升压电路中存在多个支路中的第一二极管d1同时过压时，仅需控制对应的开关器件导通即可实现过压保护，此时未出现过压的多电平升压支路则无需控制开关器件导通。
75.参照图1至图6，在本实用新型一实施例中，所述过压保护控制电路20 还用于根据多路所述输入电压检测电路11输出的输入电压检测信号和所述输出电压检测信号确定多路所述多电平升压支路中的续流二极管过压时，依次控制所述充电电路将多电平升压电路的输出端电压接入至过压的所述多电平升压支路的输入端。
76.本实施例中，由于多电平升压电路的输出端电压与多电平升压支路的输入端电压的电压差值越大，该路多电平升压支路的过压情况就越严重。因此，本实用新型技术方案针对此提出一种解决方案。本实施例中，充电电路30可与上一实施例一致，其中同样可对应多路多电平升压支路设有多个开关器件，以在该多电平升压支路出现第一二极管d1过压时导通，从而将多电平升压电路的输出端电压接入至该路过压的多电平升压支路的输入端。但对充电电路 30的控制逻辑不同。
77.过压保护控制电路20可在利用电压差值确定多电平升压支路中存在至少一路多电平升压支路的第一二极管d1过压时，将各路多电平升压支路的电压差值进行排序，并根据排序结果依次输出相应的过压保护信号控制充电电路 30，以使电压差值较大的各路多电平升压支路则先被输入，而电压差值较小的各路多电平升压支路则后被输入。或者，过压保护控制电路20还可控制充电电路30同时为所有过压的多电平升压支路接入电压，并还可在其中任意一路支路中第一二极管d1的过压情况解除后，使该支路停止被继续接入电压，
以避免造成该支路的输入电压过压。如此设置，可在多电平升压电路中存在多路多电平升压支路发生第一二极管d1过压的情况时，精准并及时解决每一多电平升压支路的过压情况，进而使得多电平升压电路可继续正常工作。且还可理解的是，本实施例中，在多电平升压电路中存在多个多电平升压支路同时过压时，也仅需控制对应的开关器件导通即可实现过压保护，而未出现过压的多电平升压支路则无需控制开关器件导通。
78.参照图1至图6，在本实用新型一实施例中，所述充电电路30包括第一开关器件s1，所述第一开关器件s1的受控端与所述充电电路30的受控端连接，所述第一开关器件s1的输入端与所述充电电路30的输入端连接，所述第一开关器件s1的输出端与所述充电电路30的输出端连接。
79.进一步地，所述充电电路30还包括限流电阻rs，所述限流电阻rs串联设置于所述第一开关器件s1与所述多电平升压电路的输入端之间；
80.和/或，所述限流电阻串联设置于所述第一开关器件与所述多电平升压电路的输出端之间。
81.本实施例中，第一开关器件s1除三极管、mos管、igbt和可控硅外还可采用其他电力电子类开关器件来实现，在此不做限制。
82.限流电阻rs可设于第一开关器件s1的输出端和多电平升压电路的输入端；或者，还可设于第一开关器件s1的输入端和多电平升压电路的输出端之间，或者还可在上述两处均设置，以用于在充电电路30开启时，对流经的大电流进行限制，以避免过大的电流对多电平升压电路主回路造成损耗。需要注意的是，由于利用输出端电压抬升多电平升压电路的输入端电压的实质为第一电容c1进行充电，当多电平升压电路主回路中设有电感元件时，即充电电路30的输出端设于第一电感l1之后时，可直接利用多电平升压电路中的电感元件进行限流，从而无需设置限流电阻rs，以进一步简化本实用新型过压保护电路的电路结构。
83.本实用新型还提出一种多电平升压电路。
84.参照图1至图6，在本实用新型一实施例中，所述多电平升压电路包括：
85.输入端；
86.输出端；
87.第一二极管d1；
88.多电平升压电路主回路，其输入端与所述输入端连接，其输出端与所述输出端连接；所述多电平升压电路主回路包括所述第一二极管d1，所述第一二极管d1的阴极与所述多电平升压电路主回路的输出端连接；以及，
89.如上所述的过压保护电路，所述过压保护电路的两个检测端分别与所述输入端和所述输出端一一对应连接，其输入端与所述输出端连接，其输出端与所述输出端连接。
90.本实施例中，输入端用于直流电压；而输出端用于输出经升压变换的直流电压。
91.多电平升压电路主回路可由电容元件、电感元件、二极管、电阻元件及开关器件等分立元件构建实现。其拓步结构可以为三电平拓步结构或者五电平拓步结构等拓步结构。多电平升压电路主回路中的控制端可与过压保护电路中的过压保护控制电路20或者专用的控制装置连接，以根据过压保护控制电路20或控制装置输出的开关控制信号来控制其中开关器件的导通/截止状态，以将输入端接入的直流电压进行升压变换后经第一二极管d1输出。
92.由于该多电平升压电路包括上述过压保护电路；所述过压保护电路的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在多电平升压电路中使用了上述过压保护电路，因此，该多电平升压电路的实施例包括上述过压保护电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
93.以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。