连接点(7)连接，第一电容(C1)的第二引出端子、第一储能电感(L1)的第二引出端子、第四电容(C4)的第二引出端子在第八连接点⑶连接。5.按照权利要求1至4的任何一项所述的空间用三电平直流斩波电路拓扑，其特征在于:所述的第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第一储能电感(L1)、第二储能电感(L2)、第一电子开关(K1)、第二电子开关(K2)、第三电子开关(K3)、第四电子开关(K4)和第一二极管(D1)组成升压电路；控制系统的采样电路采样第一储能电感(L1)或第二储能电感(L2)的电流信号作为内环控制，采样第四电容(C4)的电压信号作为外环控制，通过控制器调节第一电子开关(K1)、第三电子开关(K3)、第四电子开关(K4)的导通和关断时间，实现输出电压DC2不同幅值下的升压控制；之后采样第二电容(C2)和第三电容(C3)的电压信号作为电压不平衡补偿控制，通过进一步调节第一电子开关(K1)、第二电子开关(K2)、第三电子开关(K3)、第四电子开关(K4)的导通关断时间，实现第二电容(C2)和第三电容(C3)的电压平衡控制，保证电子开关器件耐压的一致性； 所述的控制系统包含电压和电流采样电路、控制算法电路、驱动电路，电压和电流采样电路采集直流斩波电路两端的电压信号和线路电流信号，电压和电流采样电路与控制算法电路连接，控制算法电路连接至驱动电路，驱动电路分别连接至第一电子开关(K1)、第二电子开关(K2)、第三电子开关(K3)和第四电子开关(K4)。6.一种空间用三电平直流斩波电路拓扑，其特征在于:所述的三电平直流斩波电路拓扑由第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第一储能电感(L1)、第二储能电感(L2)、第一电子开关(K1)、第二电子开关(K2)、第三电子开关(K3)、第四电子开关(K4)和第一二极管(D1)组成；第一电容(C1)的第一引出端子、第一储能电感(L1)的第一引出端子在第一连接点(1)连接，第一二极管(D1)的第一引出端子、第一储能电感(L1)的第二引出端子、第一电子开关(K1)的第一引出端子在第二连接点(2)连接，第一二极管(D1)的第二引出端子、第二电容(C2)的第一引出端子、第四电容(C4)的第一引出端子在第三连接点⑶连接，第一电子开关(K1)的第二引出端子、第二电子开关(K2)的第一引出端子、第三电子开关(K3)的第一引出端子在第四连接点(4)连接，第二电子开关(K2)的第二引出端子、第二电容(C2)的第二引出端子、第三电容(C2)的第一引出端子在第五连接点(5)连接，第三电子开关(K3)的第二引出端子、第四电子开关(K4)的第一引出端子、第二储能电感(L2)的第一引出端子在第六连接点(6)连接，第四电子开关(K4)的第二引出端子、第三电容(C3)的第二引出端子在第七连接点(7)连接，第一电容(C1)的第二引出端子、第二储能电感(L2)的第二引出端子、第四电容(C4)的第二引出端子在第八连接点⑶连接。7.按照权利要求6所述的空间用三电平直流斩波电路拓扑，其特征在于:所述的第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第一储能电感(L1)、第二储能电感(L2)、第一电子开关(K1)、第二电子开关(K2)、第三电子开关(K3)、第四电子开关(K4)和第一二极管(D1)组成降压电路；控制系统的采样电路采样第一储能电感(L1)或第二储能电感(L2)的电流信号作为内环控制，采样第四电容(C4)的电压信号作为外环控制，通过控制器调节第一电子开关(K1)、第三电子开关(K3)、第四电子开关(K4)的导通和关断时间，实现输出电压DC2不同幅值下的降压控制；之后采样第二电容(C2)和第三电容(C3)的电压信号作为电压不平衡补偿控制，通过进一步调节第一电子开关(K1)、第二电子开关(K2)、第三电子开关(K3)、第四电子开关(K4)的导通关断时间，实现第二电容(C2)和第三电容(C3)的电压平衡控制，保证电子开关器件耐压的一致性； 所述的控制系统包含电压和电流采样电路、控制算法电路、驱动电路，电压和电流采样电路采集直流斩波电路两端的电压信号和线路电流信号，电压和电流采样电路与控制算法电路连接，控制算法电路连接至驱动电路，驱动电路分别连接至第一电子开关(K1)、第二电子开关(K2)、第三电子开关(K3)和第四电子开关(K4)。8.一种空间用三电平直流斩波电路，其特征在于:所述的多电平直流斩波电路拓扑由第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第η电容(Cn)，n为电平数，以及第η+1电容(Cn+Ι)、第一储能电感(L1)、第二储能电感(L2)、第一电子开关(K1)、第二电子开关(K2)、第三电子开关(K3)、第四电子开关(K4)、第η电子开关(Κη)、第η+1电子开关(Κη+1)和第一二极管(D1)组成；第一电容(C1)的第一引出端子、第一电子开关(Κ1)的第一引出端子和第一二极管(D1)的第一引出端子在第一连接点(1)连接，第一二极管(D2)的第二引出端子、第二储能电感(L2)的第一引出端子、第二电容(C2)的第一引出端子在第二连接点(2)连接，第二储能电感(L2)的第二引出端子、第四电容(C4)的第一引出端子在第三连接点⑶连接，第一电子开关(Κ1)的第二引出端子、第二电子开关(Κ2)的第一引出端子、第三电子开关(Κ3)的第一引出端子在第四连接点(4)连接，第二电子开关(Κ2)的第二引出端子、第二电容(C2)的第二引出端子、第三电容(C2)的第一引出端子在第五连接点(5)连接，第三电子开关(Κ3)的第二引出端子、第四电子开关(Κ4)的第一引出端子、第五电子开关(Κ5)的第一引出端子在第六连接点(6)连接，第四电子开关(Κ4)的第二引出端子、第三电容(C3)的第二引出端子、第四电容(C4)的第一引出端子在第七连接点(7)连接，第η电子开关(Κη)的第二引出端子、第η+1电子开关(Κη+1)的第一引出端子、第一储能电感(L1)的第一引出端子在第η+3连接点(η+3)连接，第η+1电子开关(Κη+1)的第二引出端子、第η电容(Cn)的第二引出端子在第n+4连接点(n+4)连接，第一电容(C1)的第二引出端子、第一储能电感(L1)的第二引出端子、第η+1电容(Cn+Ι)的第二引出端子在第n+5连接点(n+5)连接。9.按照权利要求8所述的空间用多电平直流斩波电路拓扑，其特征在于:所述的第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第η电容(Cn) (η为电平数)、第η+1电容(Cn+Ι)、第一储能电感(L1)、第二储能电感(L2)、第一电子开关(K1)、第二电子开关(K2)、第三电子开关(K3)、第四电子开关(K4)、第η电子开关(Κη)、第η+1电子开关(Κη+1)和第一二极管(D1)组成升压电路；控制系统的采样电路采样第一储能电感(L1)或第二储能电感(L2)的电流信号作为内环控制，采样第四电容(C4)的电压信号作为外环控制，通过控制器调节第一电子开关(Κ1)、第三电子开关(Κ3)、第η电子开关(Κη)、第η+1电子开关(Κη+1)的导通和关断时间，实现输出电压DC2不同幅值下的升压控制；之后采样第二电容(C2)、第三电容(C3)、第η电容(Cn)的电压信号作为电压不平衡补偿控制，通过进一步调节第一电子开关(K1)、第二电子开关(K2)、第三电子开关(K3)、第四电子开关(K4)、第η电子开关(Κη)、第η+1电子开关(Κη+1)的导通关断时间，实现第二电容(C2)、第三电容(C3)、第η电容(Cn)的电压平衡控制，保证电子开关器件耐压的一致性； 所述的控制系统包含电压和电流采样电路、控制算法电路、驱动电路，电压和电流采样电路采集直流斩波电路两端的电压信号和线路电流信号，电压和电流采样电路与控制算法电路连接，控制算法电路连接至驱动电路，驱动电路分别连接至第一电子开关(K1)、第二电子开关(K2)、第三电子开关(K3)、第四电子开关(K4)、第η电子开关(Κη)、第η+1电子开关(Κη+1)。
【专利摘要】一种空间用三电平直流斩波电路拓扑，由第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、储能电感(L1、L2)、第一电子开关(K1)、第二电子开关(K2)、第三电子开关(K3)、第四电子开关(K4)和第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)组成。通过调节第一电子开关(K1)，第二电子开关(K2)，第三电子开关(K3)，以及第四电子开关(K4)的导通和关断，对第二电容(C2)和第三电容(C3)分别充放电控制，保证第二电容(C2)，第三电容(C3)电压平衡的同时实现了以三电平方式进行输入输出直直变换，降低了电子开关、中间悬浮电容的器件应力。
【IPC分类】H02M3/10
【公开号】CN105281566
【申请号】CN201510763149
【发明人】尹靖元, 霍群海, 吴理心, 朱晋, 韦统振
【申请人】中国科学院电工研究所
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月10日