电压转换器及其控制方法和电压转换系统与流程

文档序号:11928715阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种电压转换器,其特征在于,包括:储能电路,第一外接端、第二外接端、第三开关元件和第二储能元件;其中,

所述储能电路包括:第一开关元件、第二开关元件和第一储能元件;

所述第一开关元件的第一端耦合至所述第一外接端,所述第一开关元件的第二端分别耦合至所述第一储能元件的第一端和所述第二开关元件的第一端,所述第一储能元件的第二端分别耦合至所述第三开关元件的第一端和所述第二储能元件的第一端,所述第二开关元件的第二端耦合至所述第二外接端;

所述第二储能元件的第二端耦合至所述第二外接端;

所述第三开关元件的第二端接地;

在第一时间段,所述第一开关元件处于导通状态,所述第二开关元件和所述第三开关元件处于断开状态,耦合至所述电压转换器的电压源为所述第一储能元件和所述第二储能元件充电;

在第二时间段,所述第一开关元件处于断开状态,所述第二开关元件和所述第三开关元件处于导通状态,所述第一储能元件和所述第二储能元件分别向耦合至所述电压转换器的负载放电,所述第二时间段位于所述第一时间段之后;

其中,所述电压源通过所述第一外接端耦合至所述电压转换器并且所述负载通过所述第二外接端耦合至所述电压转换器,或者,所述负载通过所述第一外接端耦合至所述电压转换器并且所述电压源通过所述第二外接端耦合至所述电压转换器。

2.根据权利要求1所述的电压转换器,其特征在于,所述储能电路还包括:M个第三储能元件、M个第四开关元件、M个第五开关元件和M个第六开关元件,其中,M为正整数;

所述M个第三储能元件中的第三储能元件i的第一端分别耦合至所述M个第四开关元件中的第四开关元件i的第二端和所述M个第五开关元件中的第五开关元件i的第一端,i为自然数且1≤i≤M;

所述第五开关元件i的第二端耦合至所述第二外接端,所述第六开关元件i的第二端接地;

所述M个第四开关元件中的第四开关元件1的第一端耦合至所述第一外接端;

当i小于M时,所述第三储能元件i的第二端分别耦合至所述M个第六开关元件中的第六开关元件i的第一端和所述M个第四开关元件中的第四开关元件i+1的第一端;

当i等于M时,所述第三储能元件i的第二端分别耦合至所述M个第六开关元件中的第六开关元件i的第一端和所述第一开关元件的第一端。

3.根据权利要求2所述的电压转换器,其特征在于,在所述第一时间段,所述M个第四开关元件均处于导通状态,所述M个第五开关元件和所述M个第六开关元件均处于断开状态,所述电压源还为所述M个第三储能元件充电;

在所述第二时间段,所述M个第四开关元件处于断开状态,所述M个第五开关元件和所述M个第六开关元件均处于导通状态,所述M个第三储能元件向所述负载放电。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电压转换器,其特征在于,所述电压转换器还包括:第七开关元件,其中,所述第七开关元件的第一端耦合至所述第一外接端,所述第七开关元件的第二端分别耦合至所述第三开关元件的第一端和所述第二储能元件的第一端,所述第七开关元件在所述第一时间段和所述第二时间段均处于断开状态。

5.根据权利要求4所述的电压转换器,其特征在于,在第三时间段,所述第七开关元件处于导通状态,所述第一开关元件、所述第二开关元件和所述第三开关元件均处于断开状态,所述电压源为所述第二储能元件充电;

在位于所述第三时间段之后的第四时间段,所述第七开关元件、所述第一开关元件和所述第二开关元件处于断开状态,所述第三开关元件处于导通状态,所述第二储能元件向所述负载放电。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电压转换器,其特征在于,所述第一储能元件为电容器,所述第二储能元件为电感器。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电压转换器,其特征在于,在所述电压源通过所述第一外接端耦合至所述电压转换器且所述负载通过所述第二外接端耦合至所述电压转换器的情况下,所述电压源为所述电压转换器提供的输入电压高于所述负载两端的电压;或

在所述负载通过所述第一外接端耦合至所述电压转换器且所述电压源通过所述第二外接端耦合至所述电压转换器的情况下,所述电压源为所述电压转换器提供的输入电压低于所述负载两端的电压。

8.一种电压转换系统,其特征在于,包括如权利要求1至7中任一项所述的电压转换器以及耦合至所述电压转换器的电压源和负载。

9.一种电压转换器的控制方法,其特征在于,所述电压转换器包括:储能电路,其中,所述储能电路包括:第一开关元件、第二开关元件和第一储能元件,所述电压转换器还包括:第一外接端、第二外接端、第三开关元件和第二储能元件,其中,所述第一开关元件的第一端耦合至所述第一外接端,所述第一开关元件的第二端分别耦合至所述第一储能元件的第一端和所述第二开关元件的第一端,所述第二开关元件的第二端耦合至所述第二外接端,所述第一储能元件的第二端分别耦合至所述第三开关元件的第一端和所述第二储能元件的第一端,所述第二储能元件的第二端耦合至所述第二外接端,所述第三开关元件的第二端接地,其中,所述电压源通过所述第一外接端耦合至所述电压转换器并且所述负载通过所述第二外接端耦合至所述电压转换器,或者,所述负载通过所述第一外接端耦合至所述电压转换器并且所述电压源通过所述第二外接端耦合至所述电压转换器;

所述方法包括:

控制器向所述第一开关元件发送第一驱动信号,并向所述第二开关元件和所述第三开关元件发送第二驱动信号,以使得耦合至所述电压转换器的电压源在第一时间段为所述第一储能元件和所述第二储能元件充电,其中,所述第一驱动信号用于控制所述第一开关元件在所述第一时间段处于导通状态,向所述第二开关元件和所述第三开关元件发送的所述第二驱动信号分别用于控制所述第二开关元件和所述第三开关元件在所述第一时间段处于断开状态;

所述控制器向所述第一开关元件发送第三驱动信号,并向所述第二开关元件和所述第三开关元件发送第四驱动信号,以使得所述第一储能元件和所述第二储能元件在位于所述第一时间段之后的第二时间段分别向耦合至所述电压转换器的负载放电,其中,所述第三驱动信号用于控制所述第一开关元件在所述第二时间段处于断开状态,向所述第二开关元件和所述第三开关元件发送的所述第四驱动信号分别用于控制所述第二开关元件和所述第三开关元件在所述第二时间段处于导通状态。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述电压转换器还包括:第七开关元件,其中,所述第七开关元件的第一端耦合至所述第一开关元件的第一端,所述第七开关元件的第二端分别耦合至所述第三开关元件的第一端和所述第二储能元件的第一端;

所述方法还包括:

所述控制器向所述第七开关元件发送第五控制信号,所述第五控制信号用于控制所述第七开关元件在所述第一时间段和所述第二时间段均处于断开状态。

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