專利名稱：用于控制由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)的方法和設(shè)備的制作方法
用于控制由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)的方法
和設(shè)備本發(fā)明總體上涉及用于控制由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)的方法和設(shè)備。傳統(tǒng)DC/DC轉(zhuǎn)換器使用電感器以便將直流電從第一電壓轉(zhuǎn)換為可能大于或小于第一電壓的第二電壓。電感器被用于存儲(chǔ)磁場(電流)形式的能量，并且電感器具有許多缺點(diǎn)。電感器重， 它們的成本相對較大，這是因?yàn)樗鼈冎饕怯摄~材料構(gòu)成的。已經(jīng)提出了開關(guān)和電容器的組合以便替代電感器。例如，電荷泵(也稱作無電感器的升壓轉(zhuǎn)換器或由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器)將電容器用作能量存儲(chǔ)元件。當(dāng)與還將電感器用作能量存儲(chǔ)元件的電感性開關(guān)DC/DC 轉(zhuǎn)換器相比時(shí)，電荷泵提供了使其對于特定終端用戶應(yīng)用來說有吸引力的獨(dú)特特征。在操作于連續(xù)電流模式(CCM)時(shí)，升壓轉(zhuǎn)換器按照比r=V。ut/Vin=l/(l_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1之間)。電解電容器一般是具有有限壽命的組件。由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器中使用的電容器傳統(tǒng)上是電解電容器。它們可以負(fù)責(zé)多于50%的轉(zhuǎn)換器故障。典型地，電容器壽命與經(jīng)過電容器的RMS (均方根)電流相關(guān)。而且，使用具有周期性切換模式的開關(guān)電容器的DC/DC轉(zhuǎn)換器拓?fù)鋵η袚Q模式定時(shí)的時(shí)間不確定性的影響是敏感的。結(jié)果，對電容器施加的電壓可能經(jīng)受電壓漂移，并且該漂移還可能導(dǎo)致電容器老化，尤其是在該漂移超出電容器的額定電壓時(shí)。本發(fā)明旨在在電容器操作期間減小電容器所遭受的壓力，以便延長電容器的壽命并且還改進(jìn)由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的可靠性。為此，本發(fā)明涉及一種用于控制由串聯(lián)連接的多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)的方法，每個(gè)橋接器件由電容器和多個(gè)開關(guān)構(gòu)成，其特征在于，所述方法包括以下步驟
-在第一時(shí)間段期間，根據(jù)給定的周期性模式，控制所述多個(gè)橋接器件的至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)；
-在所述第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段期間，根據(jù)先前用于在所述第一時(shí)間段期間控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的另一橋接器件的開關(guān)的周期性模式，控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)。本發(fā)明還涉及一種用于控制由串聯(lián)連接的多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)的設(shè)備，每個(gè)橋接器件由電容器和多個(gè)開關(guān)構(gòu)成，其特征在于，所述設(shè)備包括
-用于在第一時(shí)間段期間，根據(jù)給定的周期性模式，控制所述多個(gè)橋接器件的至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)的裝置；
-用于在所述第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段期間，根據(jù)先前用于在所述第一時(shí)間段期間控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的另一橋接器件的開關(guān)的周期性模式，控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)的裝置。因此，在第一周期性模式控制橋接器件時(shí)橋接器件的電容器所遭受的壓力能夠被以下壓力替代，即當(dāng)在所述第一時(shí)間段中控制另一橋接器件的開關(guān)的周期性模式在所述第二時(shí)間段中控制橋接器件的開關(guān)時(shí)橋接器件的電容器所遭受的壓力。而且，對在電容器操作期間電容器所遭受的壓力進(jìn)行適配，并且引入注意的是能夠在電容器上使該壓力平均。平均地延長電容器的壽命，并改進(jìn)由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的可靠性。在相同特性的橋接器件的子集中能夠?qū)崿F(xiàn)在所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的橋接器件上對周期性模式的排列。導(dǎo)致橋接電容器的高壓值的橋接器件的其他周期性模式不被所述部分橋接器件中的橋接器件使用，這是因?yàn)樗霾糠謽蚪悠骷械臉蚪悠骷碾娙萜骺赡懿恢С诌@種高額定電壓。而且，即使未及時(shí)牢固地控制用于橋接器件的周期性模式，只要多個(gè)橋接器件的所述至少一部分包含相同電容器電壓電平的橋接器件，就能夠?qū)崿F(xiàn)具有相同電壓電平的每個(gè)橋接器件的電容器電壓的穩(wěn)定性。不發(fā)生電壓漂移，這是因?yàn)殡姾刹黄胶饽軌虮黄交厣⒉荚诙鄠€(gè)橋接器件的所述至少一部分中的橋接器件上。根據(jù)一個(gè)特定特征，在第一給定組連續(xù)時(shí)間段中，根據(jù)用于在第一組連續(xù)時(shí)間段期間控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)的每個(gè)周期性模式，連續(xù)地控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)。因此，由每多個(gè)橋接器件在每個(gè)連續(xù)時(shí)間段中實(shí)現(xiàn)的功能由一個(gè)且僅一個(gè)橋接器件在每個(gè)時(shí)間段中實(shí)現(xiàn)。結(jié)果，由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的基本行為不受模式在橋接器件上的排列影響。根據(jù)一個(gè)特定特征，對于所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件，利用用于在第二時(shí)間段中控制橋接器件的周期性模式而在第一時(shí)間段中控制的另一橋接器件在任何連續(xù)時(shí)間段內(nèi)是相同的。因此，切換模式在橋接器件上的排列規(guī)則是簡單的，并且能夠是預(yù)定義的。在每個(gè)持續(xù)時(shí)間處，不需要計(jì)算來確定在第一時(shí)間段中控制另一個(gè)橋的哪個(gè)周期性模式應(yīng)當(dāng)在第二時(shí)間段期間控制橋接器件。假定恒定的輸入電流電平，那么能夠平衡多個(gè)橋接器件的至少一部分內(nèi)的電容器的老化。根據(jù)一個(gè)特定特征，所述方法還包括以下步驟
-在所述第一給定組連續(xù)時(shí)間段之后的第二組連續(xù)時(shí)間段內(nèi)，選擇用于在所述第二組連續(xù)時(shí)間段的時(shí)間段中控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)的其他周期性模式；
-根據(jù)用于在所述第一組連續(xù)時(shí)間段之后的所述第二組連續(xù)時(shí)間段期間控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)的每個(gè)周期性模式，連續(xù)地控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)。因此，排列過程與將哪個(gè)周期性模式應(yīng)用于由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器無關(guān)。相同的排列規(guī)則能夠被應(yīng)用于可利用各種周期性模式實(shí)現(xiàn)的各種升壓轉(zhuǎn)換比。假定恒定的輸入電流電平，那么能夠平衡橋接器件的第一子集內(nèi)的電容器的老化。根據(jù)一個(gè)特定特征，所述方法還包含以下步驟在每個(gè)時(shí)間段處并且針對每個(gè)橋接器件，選擇由用于在第二時(shí)間段中控制橋接器件的周期性模式控制的另一橋接器件。因此，當(dāng)輸入電流的電平在連續(xù)時(shí)間段內(nèi)變化時(shí)，有可能更好地平衡電容器的老化。根據(jù)一個(gè)特定特征，所述另一橋接器件是通過以下操作來選擇的
-針對每個(gè)周期性模式，估計(jì)在一個(gè)橋接器件的開關(guān)由所述周期性模式控制時(shí)經(jīng)過該橋接器件的電流；
-針對所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件，估計(jì)已經(jīng)經(jīng)過該橋接器件的隨時(shí)間累積的電流，
以及，所述另一橋接器件是隨時(shí)間累積的估計(jì)電流高于所述橋接器件的隨時(shí)間累積的估計(jì)電流的橋接器件，并且，所述另一橋接器件是利用以下周期性模式在第一時(shí)間段中控制的橋接器件，該周期性模式的估計(jì)電流高于在第一時(shí)間段中控制橋接器件的開關(guān)的周期性模式的估計(jì)電流，
或者，所述另一橋接器件是隨時(shí)間累積的估計(jì)電流低于所述橋接器件的隨時(shí)間累積的估計(jì)電流的橋接器件，并且，所述另一橋接器件是利用以下周期性模式在第一時(shí)間段中控制的橋接器件，該周期性模式的估計(jì)電流低于在第一時(shí)間段中控制橋接器件的開關(guān)的周期性模式的估計(jì)電流，
或者，所述另一橋接器件是所述橋接器件。因此，能夠控制橋的電容器的老化以便跟隨另一個(gè)橋的電容器的老化。能夠?qū)崿F(xiàn)對電容器老化的有效且精確的平衡。根據(jù)一個(gè)特定特征，經(jīng)過由一個(gè)周期性模式控制其開關(guān)的橋接器件的估計(jì)電流等于在持續(xù)時(shí)間內(nèi)求平均的由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的輸入電流與1減去橋接器件的輸入和輸出之間的電壓為零值的時(shí)間間隔的數(shù)目除以周期性模式的時(shí)間間隔的數(shù)目相乘。因此，對通過將每個(gè)周期性模式應(yīng)用于電容器橋接器件而引起的每個(gè)電容器額外老化的評估能夠被容易地實(shí)現(xiàn)為橋接器件的輸入和輸出之間的電壓為零值的時(shí)間間隔的數(shù)目除以周期性模式的時(shí)間間隔的數(shù)目，這是針對每個(gè)周期性模式而能夠預(yù)先計(jì)算的值。根據(jù)一個(gè)特定特征，按照經(jīng)過由周期性模式控制其開關(guān)的橋接器件的估計(jì)電流乘以時(shí)間段的持續(xù)時(shí)間來遞增已經(jīng)經(jīng)過每個(gè)橋接器件的估計(jì)累積電流。因此，能夠在由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的壽命期間精確地實(shí)現(xiàn)對每個(gè)橋接器件的電容器老化的估計(jì)。根據(jù)一個(gè)特定特征，升壓轉(zhuǎn)換器由4個(gè)橋接器件構(gòu)成，所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分包括第一、第二和第三橋接器件，每個(gè)周期性模式被分解為時(shí)間間隔，并且，在用于控制第一、第二和第三橋接器件的開關(guān)的周期性模式的每個(gè)時(shí)間間隔中，第一、第二和第三橋接器件的輸入和輸出之間的電壓等于正值或負(fù)的第一正值或零值，第四橋接器件的輸入和輸出之間的電壓等于所述正值的4倍或所述正值的-4倍或零值，并且，所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分由第一、第二和第三橋接器件構(gòu)成。因此，能夠在第一、第二和第三橋接器件上實(shí)現(xiàn)高效的老化平衡，同時(shí)避免第一、 第二和第三橋接器件的電容器的電壓達(dá)到第四橋接器件的電壓。此外，即使周期性模式不是滿秩的，也能夠?qū)崿F(xiàn)在第一、第二和第三橋接器件上平衡電容器電壓。能夠在第一、第二和第三橋接器件的電容器的額定電壓內(nèi)維持第一、第二和第三橋接器件的電容器電壓。根據(jù)一個(gè)特定特征，所述正值是輸出電壓的期望值除以周期性模式的時(shí)間間隔的數(shù)目的結(jié)果。因此，所述第一正值能夠容易地根據(jù)期望輸出電壓電平而確定。然后，能夠容易地從所述第一正值選擇適當(dāng)?shù)妮斎腚妷弘娖?，并且能夠選擇周期性模式。根據(jù)一個(gè)特定特征，在一個(gè)周期性模式的所述數(shù)目的時(shí)間間隔上橋接器件的輸入和輸出之間的電壓總和等于零值。因此，在一個(gè)周期性模式上，由恒定電流源(例如光伏模塊)遞送的電流均等地對橋接器件的電容器進(jìn)行充電和放電，并且，假定恒定的電流源，那么電容器的電壓是穩(wěn)定的并且不進(jìn)行放電。根據(jù)一個(gè)特定特征，一個(gè)橋接器件被連接至由多個(gè)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，由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的所述升壓轉(zhuǎn)換器還包括至少另一開關(guān)，所述至少另一開關(guān)被連接至由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的所述升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的另
一端子。因此，由輸入電源提供的電流能夠交替地對由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的所述升壓轉(zhuǎn)換器的每個(gè)橋接器件的電容器進(jìn)行充電和放電。根據(jù)一個(gè)特定特征，在周期性模式的時(shí)間間隔的第一子集中的任何時(shí)間間隔內(nèi)， 與由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的所述升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的所述另一端子相連接的開關(guān)在所述第一子集的時(shí)間間隔期間導(dǎo)通，并且，在所述第一子集的時(shí)間間隔期間橋接器件的輸入和輸出之間的電壓總和等于整數(shù)Kp乘以所述第一正值。因此，輸入電壓Vin能夠在主開關(guān)導(dǎo)通時(shí)取值Vout乘以Kp且除以N。根據(jù)一個(gè)特定特征，在一個(gè)周期性模式的時(shí)間間隔的第二子集中的任何時(shí)間間隔內(nèi)，與由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的所述升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的所述另一端子相連接的開關(guān)在所述第二子集的時(shí)間間隔期間不導(dǎo)通，并且，在所述第二子集的時(shí)間間隔期間橋接器件的輸入和輸出之間的電壓總和等于負(fù)的非零整數(shù)P乘以所述第一正值。因此，輸入電壓Vin能夠在主開關(guān)不導(dǎo)通時(shí)取值Vout乘以(N-P)且除以N。根據(jù)一個(gè)特定特征，時(shí)間間隔的所述第一子集包括Kp個(gè)時(shí)間間隔，所述第二子集包括P個(gè)時(shí)間間隔，以及數(shù)目Kp等于周期性模式的時(shí)間間隔的數(shù)目減去數(shù)目P。因此，輸入電壓Vin能夠在模式的所有時(shí)間間隔處取值Vout乘以N-P且除以N，并且，由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的所述升壓轉(zhuǎn)換器能夠執(zhí)行等于N除以N-P的升壓比，其中能夠靈活地選擇N和P以便實(shí)現(xiàn)期望的升壓比。結(jié)果，可利用由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的所述升壓轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)的升壓比的數(shù)目增大很多。于是隨著升壓比的數(shù)目增大，更容易實(shí)現(xiàn)對輸出電壓的調(diào)節(jié)。通過閱讀下面對示例實(shí)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，在附圖中


圖1是由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的實(shí)例；
圖2表示包括由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的設(shè)備的實(shí)例；
圖3表示一個(gè)表，該表表示為了獲得由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的橋上的不同電壓的、由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)的切換狀態(tài)；
圖4表示一個(gè)表，該表表示為了獲得一個(gè)周期性模式的不同排列的不同升壓比的周期性模式；
圖如至5(是根據(jù)本發(fā)明的為了獲得第一升壓比的、由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的橋上的電壓值的實(shí)例；
圖6a至6c是根據(jù)本發(fā)明的為了獲得第二升壓比的、由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的橋上的電壓值的實(shí)例；
圖7是用于控制由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)的算法的實(shí)例。圖1是由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的實(shí)例。由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器還被稱為無電抗器升壓轉(zhuǎn)換器，在這里稱為 RLBC轉(zhuǎn)換器?；旧?，常規(guī)DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器的電感器被串聯(lián)連接的“η”個(gè)橋接器件替代。如圖1中所示，每個(gè)橋接器件由四個(gè)開關(guān)以及電容器構(gòu)成。這里必須注意，兩個(gè)開關(guān)可以在充當(dāng)開關(guān)的二極管的形式下。該單獨(dú)橋結(jié)構(gòu)也被稱為“比特”。由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器還包含輸出級，該輸出級包括二極管D4和開關(guān)S4。在圖1中，4個(gè)比特或橋接器件Β1、Β2、Β3和Β4被示出并且被串聯(lián)連接；第四比特 Β4被連接至輸出級。比特Bl由2個(gè)二極管Dll和D12、2個(gè)開關(guān)Sll和S12以及1個(gè)電容器Cl構(gòu)成。比特B2由2個(gè)二極管D21和D22、2個(gè)開關(guān)S21和S22以及1個(gè)電容器C2構(gòu)成。比特B3由2個(gè)二極管D31和D32、2個(gè)開關(guān)S31和S32以及1個(gè)電容器C3構(gòu)成。比特B4由2個(gè)二極管D41和D42、2個(gè)開關(guān)S41和S42以及1個(gè)電容器C4構(gòu)成。輸出級還被連接至電容器CL。對于每個(gè)比特Bi，其中i=l、2、3或4，二極管Dil的陽極被鏈接至開關(guān)Sil的第一端子。Dil的陰極被鏈接至開關(guān)Si2的第一端子和電容器Ci的正端子。開關(guān)Sil的第二端子被鏈接至電容器Ci的負(fù)端子和二極管Di2的陽極。二極管Di2的陰極被鏈接至開關(guān) Si2的第二端子。像光伏元件PV之類的電DC提供裝置提供輸入電壓Vin。電DC提供裝置的正端子被連接至二極管Dll的陽極。二極管D12的陰極被連接至二極管D21的陽極。二極管D22的陰極被連接至二極管D31的陽極。二極管D32的陰極被連接至二極管D41的陽極。二極管D42的陰極被鏈接至開關(guān)S4的第一端子和二極管D4的陽極。D4的陰極被鏈接至電容器CL的正端子。開關(guān)S4的第二端子被鏈接至電容器CL的負(fù)端子和電DC提供裝置PV的負(fù)端子。電容器CL上的電壓等于Vout。Bl的輸入和輸出之間的電壓差被稱為Vbl，B2的輸入和輸出之間的電壓差被稱為 Vb2,B3的輸入和輸出之間的電壓差被稱為Vb3，以及B4的輸入和輸出之間的電壓差被稱為 Vb4。Cl中的電壓差被稱為Vcl，C2中的電壓差被稱為Vc2，C3中的電壓差被稱為Vc3，以及C4中的電壓差被稱為Vc4。常規(guī)升壓轉(zhuǎn)換器與RLBC之間的主要區(qū)別在于以下事實(shí)后者僅能得到電壓升壓比的一些離散值(以及因而得到占空比D的值，其中比=1/(1-D))，這些離散值取決于可用 “比特”的數(shù)目。給定整數(shù)的向量K =[ki:k2:k3:k4]，則能夠找到由至少4個(gè)比特Bl、B2、B3和B4構(gòu)成的、并且其中[VCl:VC2:VC3:VC4]=VOUt/N的RLBC的開關(guān)控制模式，以便實(shí)現(xiàn)各種占空比 D=P/N?，F(xiàn)在定義RLBC電路的切換命令法則?；旧希總€(gè)比特電壓Vbl*"Vb4按照下式被表示為時(shí)間的函數(shù)
權(quán)利要求
1.用于控制由串聯(lián)連接的多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)的方法，每個(gè)橋接器件由電容器和多個(gè)開關(guān)構(gòu)成，其特征在于，所述方法包括以下步驟-在第一時(shí)間段期間，根據(jù)給定的周期性模式，控制所述多個(gè)橋接器件的至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)；-在所述第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段期間，根據(jù)先前用于在所述第一時(shí)間段期間控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的另一橋接器件的開關(guān)的周期性模式，控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在第一給定組連續(xù)時(shí)間段中，根據(jù)用于在第一組連續(xù)時(shí)間段期間控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)的每個(gè)周期性模式，連續(xù)地控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的方法，其特征在于，對于所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件，利用用于在所述第二時(shí)間段中控制所述橋接器件的所述周期性模式而在所述第一時(shí)間段中控制的所述另一橋接器件在任何連續(xù)時(shí)間段內(nèi)是相同的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟-在所述第一給定組連續(xù)時(shí)間段之后的第二組連續(xù)時(shí)間段內(nèi)，選擇用于在所述第二組連續(xù)時(shí)間段的時(shí)間段中控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)的其他周期性模式；-根據(jù)用于在所述第一組連續(xù)時(shí)間段之后的所述第二組連續(xù)時(shí)間段期間控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)的每個(gè)周期性模式，連續(xù)地控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟在每個(gè)時(shí)間段處并且針對每個(gè)橋接器件，選擇由用于在所述第二時(shí)間段中控制所述橋接器件的所述周期性模式控制的所述另一橋接器件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，每個(gè)另一橋接器件是通過以下操作來選擇的-針對每個(gè)周期性模式，估計(jì)在一個(gè)橋接器件的開關(guān)由所述周期性模式控制時(shí)經(jīng)過該橋接器件的電流；-針對所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件，估計(jì)已經(jīng)經(jīng)過該橋接器件的隨時(shí)間累積的電流，以及，所述另一橋接器件是隨時(shí)間累積的估計(jì)電流高于所述橋接器件的隨時(shí)間累積的估計(jì)電流的橋接器件，并且，所述另一選擇的橋接器件是利用以下周期性模式在所述第一時(shí)間段中控制的橋接器件，該周期性模式的估計(jì)電流高于在所述第一時(shí)間段中控制所述橋接器件的開關(guān)的周期性模式的估計(jì)電流，或者，所述另一橋接器件是隨時(shí)間累積的估計(jì)電流低于所述橋接器件的隨時(shí)間累積的估計(jì)電流的橋接器件，并且，所述另一橋接器件是利用以下周期性模式在所述第一時(shí)間段中控制的橋接器件，該周期性模式的估計(jì)電流低于在所述第一時(shí)間段中控制所述橋接器件的開關(guān)的周期性模式的估計(jì)電流，或者，所述另一橋接器件是所述橋接器件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，經(jīng)過由一個(gè)周期性模式控制其開關(guān)的橋接器件的估計(jì)電流等于在持續(xù)時(shí)間內(nèi)求平均的由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的所述升壓轉(zhuǎn)換器的輸入電流與1減去所述橋接器件的輸入和輸出之間的電壓為零值的時(shí)間間隔的數(shù)目除以周期性模式的時(shí)間間隔的數(shù)目相乘。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，按照經(jīng)過由周期性模式控制其開關(guān)的橋接器件的估計(jì)電流乘以時(shí)間段的持續(xù)時(shí)間來遞增已經(jīng)經(jīng)過每個(gè)橋接器件的估計(jì)累積電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述升壓轉(zhuǎn)換器由4個(gè)橋接器件構(gòu)成，所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分包括第一、第二和第三橋接器件，每個(gè)周期性模式被分解為時(shí)間間隔，并且，在用于控制所述第一、第二和第三橋接器件的開關(guān)的周期性模式的每個(gè)時(shí)間間隔中，所述第一、第二和第三橋接器件的輸入和輸出之間的電壓等于正值或負(fù)的第一正值或零值，第四橋接器件的輸入和輸出之間的電壓等于所述正值的4倍或所述正值的-4倍或零值，并且，所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分由第一、第二和第三橋接器件構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述正值是輸出電壓的期望值除以周期性模式的時(shí)間間隔的數(shù)目的結(jié)果。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在一個(gè)周期性模式的所述數(shù)目的時(shí)間間隔上橋接器件的輸入和輸出之間的電壓總和等于零值。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，一個(gè)橋接器件被連接至由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的所述升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的電源的端子之一，并且，由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的所述升壓轉(zhuǎn)換器還包括至少另一開關(guān)，所述至少另一開關(guān)被連接至由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的所述升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的所述電源的另一端子。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在周期性模式的時(shí)間間隔的第一子集中的任何時(shí)間間隔內(nèi)，與由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的所述升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的所述電源的所述另一端子相連接的開關(guān)在所述第一子集的時(shí)間間隔期間導(dǎo)通，并且，在所述第一子集的時(shí)間間隔期間橋接器件的輸入和輸出之間的電壓總和等于整數(shù)Kp乘以所述第一正值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在一個(gè)周期性模式的時(shí)間間隔的第二子集中的任何時(shí)間間隔內(nèi)，與由多個(gè)橋接器件構(gòu)成的所述升壓轉(zhuǎn)換器所升壓的所述電源的所述另一端子相連接的開關(guān)在所述第二子集的時(shí)間間隔期間不導(dǎo)通，并且，在所述第二子集的時(shí)間間隔期間橋接器件的輸入和輸出之間的電壓總和等于負(fù)的非零整數(shù)P乘以所述第一正值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，時(shí)間間隔的所述第一子集包括Kp個(gè)時(shí)間間隔，所述第二子集包括P個(gè)時(shí)間間隔，以及數(shù)目Kp等于周期性模式的時(shí)間間隔的數(shù)目減去數(shù)目P。
16.用于控制由串聯(lián)連接的多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)的設(shè)備，每個(gè)橋接器件由電容器和多個(gè)開關(guān)構(gòu)成，其特征在于，所述設(shè)備包括-用于在第一時(shí)間段期間，根據(jù)給定的周期性模式，控制所述多個(gè)橋接器件的至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)的裝置；-用于在所述第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段期間，根據(jù)先前用于在所述第一時(shí)間段期間控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的另一橋接器件的開關(guān)的周期性模式，控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制由串聯(lián)連接的多個(gè)橋接器件構(gòu)成的升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)的方法，每個(gè)橋接器件由電容器和多個(gè)開關(guān)構(gòu)成。所述方法包括以下步驟-在第一時(shí)間段期間，根據(jù)給定的周期性模式，控制所述多個(gè)橋接器件的至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)；-在所述第一時(shí)間段之后的第二時(shí)間段期間，根據(jù)先前用于在所述第一時(shí)間段期間控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的另一橋接器件的開關(guān)的周期性模式，控制所述多個(gè)橋接器件的所述至少一部分中的每個(gè)橋接器件的開關(guān)。
文檔編號(hào)H02M3/07GK102428636SQ201080017783
公開日2012年4月25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)明者比亞蒂 G., 馬克 H., 瓦耶 N., 川上知之 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社, 三菱電機(jī)研發(fā)中心歐洲有限公司