CN108988635B - 一种多电平Boost变换器、逆变系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了多电平Boost变换器、逆变系统及控制方法，在悬浮电容和电容单元之间设置有充电控制电路，当检测到输出直流母线的电压大于或等于预设母线电压时，该充电控制电路导通，以及控制开关电路内第三端与第二端之间的开关管导通，从而使输出直流母线为悬浮电容充电；降低了输出直流母线与悬浮电容之间的电压差，因此，降低了开关电路内开关管的反向电压，同时，降低了开关电路内开关管对电压应力的要求，因此降低了成本。

Description

一种多电平Boost变换器、逆变系统及控制方法

技术领域

本发明属于变换器技术领域，尤其涉及一种多电平Boost变换器、逆变系统及控制方法。

背景技术

目前多电平Boost变换拓扑包括悬浮电容型和二极管箝位型，其中，悬浮电容型多电平Boost变换器中都设置有一个悬浮电容，悬浮电容的电压将直接影响到系统中功率器件的电压应力。

如图1所示，三电平Boost变换拓扑包括悬浮电容Cf，正常情况下，悬浮电容Cf上的电压Vcf＝Vbus/2，其中，Vbus表示输出直流母线的电压；当S2导通时，D2的反向电压为Vbus-Vcf＝Vbus/2；当电网电压突然升高时，导致输出直流母线的电压Vbus很高，此时，若Vcf来不及充电且其电压较低，导致D2上反向电压会很高。同理，当S1导通时，由于Vcf+Vs2＝Vbus，则S2上的电压Vs2＝Vbus-Vcf，当Vbus很高，且Vcf来不及充电其电压较低时，S2上的电压应力Vs2很高。进一步，功率器件上的电压应力高将导致功率器件损坏。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多电平Boost变换器、逆变系统及控制方法，解决了功率半导体器件上电压应力高的问题。其技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种多电平Boost变换器，包括：电感、开关电路、悬浮电容、第一单向导通器件、电容单元、充电控制电路和控制单元；

所述开关电路的第一端与所述电感串联后连接直流电源的正极，所述开关电路的第二端连接所述直流电源的负极，所述开关电路包括依次串联的至少两个开关管；

所述第一单向导通器件的正极连接所述电感与所述开关电路的公共端，负极连接所述充电控制电路的一端；

所述悬浮电容的一端连接所述开关电路的第三端，所述悬浮电容的另一端连接所述第一单向导通器件与所述充电控制电路的公共端；

所述电容单元的一端连接所述充电控制电路的另一端，所述电容单元的另一端连接所述直流电源的负极；

所述控制单元，用于当检测到输出直流母线的电压大于或等于预设母线电压时，控制所述充电控制电路，以及所述开关电路内第三端与第二端之间的开关管导通，以使输出直流母线为所述悬浮电容充电；以及，当检测到所述悬浮电容的电压满足预设条件时，控制所述充电控制电路，以及所述开关电路内三端与第二端之间的开关管关断。

可选地，所述控制单元具体用于，当检测到所述悬浮电容上的电压大于或等于预设电容电压时，控制所述充电控制电路，以及所述开关电路内第三端与第二端之间的开关管截止。

可选地，所述控制单元具体用于，当检测到所述直流母线的电压与所述悬浮电容上的电压的差值小于或等于预设电压阈值，控制所述充电控制电路，以及所述开关电路内第三端与第二端之间的开关管截止。

可选地，所述充电控制电路包括第二单向导通器件和第一开关管；

所述第二单向导通器件的正极连接所述第一单向导通器件的负极，第二单向导通器件的负极连接所述电容单元；

所述第一开关管的第一端连接所述第二单向导通器件的负极，第一开关管的第二端连接所述第二单向导通器件的正极，控制端连接所述控制单元的输出端。

可选地，所述充电控制电路还包括阻抗，所述第一开关管的第二端连接所述阻抗的一端，所述阻抗的另一端连接所述第二单向导通器件的正极。

可选地，所述开关电路包括第二开关管和第三开关管；

所述第二开关管的第一端连接所述电感，第二端连接所述第三开关管的第一端，所述第三开关管的第二端连接直流电源的负极。

可选地，所述电容单元包括第一电容和第二电容；

所述第一电容的一端连接所述充电控制电路，第一电容的另一端连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接所述直流电源的负极。

可选地还包括开关和第三单向导通器件；

所述开关的一端连接所述开关电路的第三端，所述开关的另一端连接所述第一电容和所述第二电容的公共端；

所述第三单向导通器件的正极连接所述直流电源的正极，负极连接所述第一电容连接所述充电控制电路的一端。

第二方面，本申请还提供了一种逆变系统，包括第一方面任一种可能的实现方式所述的多电平Boost变换器，以及逆变单元，其中，所述逆变单元的直流端与所述电容单元并联。

第三方面，本申请还提供了一种多电平Boost变换器的控制方法，应用于第一方面任一种可能的实现方式所述的多电平Boost变换器中，所述方法包括：

检测输出直流母线的电压；

当所述输出直流母线的电压大于或等于预设母线电压时，控制充电控制电路，以及开关电路内第三端与第二端之间的开关管导通，以使输出直流母线为悬浮电容充电；

检测所述悬浮电容上的电压；

当所述悬浮电容上的电压大于或等于预设电容电压时，控制所述充电控制电路、及所述开关电路内第三端与第二端之间的开关管截止。

本申请实施例提供的多电平Boost变换器，在悬浮电容和电容单元之间设置有充电控制电路，当检测到输出直流母线的电压大于或等于预设母线电压时，该充电控制电路导通，以及控制开关电路内第三端与第二端之间的开关管导通，从而使输出直流母线为悬浮电容充电；即将输出直流母线上的能量转移至悬浮电容中，一方面能够提高悬浮电容上的电压，另一方面能够降低输出直流母线的电压，最终降低了输出直流母线与悬浮电容之间的电压差，降低了开关电路内开关管的反向电压。进一步，降低了开关电路内开关管对电压应力的要求，进而降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种多电平Boost变换器的拓扑框图；

图2是本申请实施例提供的一种三电平Boost变换器拓扑图；

图3是本申请实施例提供的另一种三电平Boost变换器拓扑图；

图4是本申请实施例提供的另一种三电平Boost变换器拓扑图；

图5是本申请实施例提供的另一种三电平Boost变换器拓扑图；

图6是本申请实施例提供的一种逆变系统的拓扑图；

图7是本申请实施例提供的一种多电平Boost变换器控制方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，示出了本申请实施例提供的一种多电平Boost变换器的拓扑图，Boost电路是直流升压电路的一种，即其输出电压大于输入电压。多电平Boost变换器是指其能够输出多种不同电平的电压。本申请针对悬浮电容型多电平Boost变换拓扑做出改进。

如图1所示，该多电平Boost变换器包括电感L1、开关电路11、第一单向导通器件D1、悬浮电容Cf、充电控制电路12、电容单元13和控制单元14；

开关电路11的第一端与电感L1串联后连接直流电源的正极PV+，开关电路11的第二端连接直流电源的负极PV-。同时，开关电路11的第一端连第一单向导通器件D1的正极，D1的负极连接充电控制电路12的一端。

本实施例中，开关电路11包括依次串联的多个开关管，多电平Boost变换器通过开关电路11和Cf实现输出多种不同电平的目的。

其中，图1中的Cpv为滤波电容，用于对直流电源输出的电能信号进行滤波。

在本申请的一个实施例中，第一单向导通器件D1可以采用二极管；在其它实施例中，第一单向导通器件可以采用其它器件(例如，开关管)，本申请对此并不限定。

悬浮电容Cf的一端连接开关电路11的第三端，Cf的另一端连接D1和充电控制电路12的公共端。

充电控制电路12的另一端连接电容单元13的一端，电容单元13的另一端连接直流电源的负极PV-；电容单元13为多电平Boost变换器的输出，电容单元13所连接输出线称为输出直流母线。

其中，电容单元13可以包括依次串联的多个电容。

控制单元14用于检测多电平Boost变换器的输出直流母线的电压Vbus，以及Cf上的电压Vcf，并根据检测的这两个电压值控制充电控制电路12以及开关电路11的第三端和第二端之间的开关管的导通/关断。

当多电平Boost变换器连接的后级电路的电压突然升高时，将导致Vbus突然升高，但是Cf上的电压Vcf不能突变。因此，导致充电控制电路12内的器件或开关电路11的第三端与第二端之间的开关管的反向电压较高，即导致开关器件的电压应力较高。如果开关器件的电压应力超过开关器件的承受范围，进一步导致开关器件损坏。

为了解决该问题，当控制单元14检测到Vbus大于或等于预设母线电压时，控制充电控制电路12导通，以及控制开关电路11内的第三端与第二端之间的开关管导通；即悬浮电容Cf的一端通过充电控制电路12与输出直流母线电连通，Cf的另一端通过开关电路11内的部分开关管与直流电源的负极PV-电连通，从而使Vbus为Cf充电，Cf上的电压升高。同时，由于输出直流母线的一部分能量转移至Cf上，所以Vbus的数值将有所下降。进一步，使得输出直流母线的电压Vbus与Cf上的电压Vcf的电压差值将下降，因此，降低了充电控制电路12内电路器件及开关电路11内部分开关管的反向电压。

在为Cf充电的过程中，随着Vcf不断增大，与Cf并联的器件上的反向电压也会不断增大。在本申请的一个实施例中，为了避免与Cf并联的器件的电压应力超出承受范围，当Vcf达到设定值时，停止为Vcf充电。

在本申请的其它实施例中，还可以根据Vbus与Vcf之间的差值来确定何时停止为Cf充电，例如，当Vbus-Vcf的差值小于或等于预设电压阈值时，停止为Vcf充电。其中，预设电压阈值可以根据开关管的耐压值确定。

具体的，当控制单元14检测到Cf上的电压Vcf大于或等于预设电容电压时，控制充电控制电路12及开关电路内第三端与第二端之间的开关管截止，即停止为Cf充电。

其中，预设母线电压可以根据开关管的耐压值计算得到，同理。预设电容电压也可以根据开关管的耐压值计算得到。

本实施例提供的多电平Boost变换器，在悬浮电容和电容单元之间设置有充电控制电路，当检测到输出直流母线的电压大于或等于预设母线电压时，该充电控制电路导通，以及控制开关电路内第三端与第二端之间的开关管导通，从而使输出直流母线为悬浮电容充电；即将输出直流母线上的能量转移至悬浮电容中，一方面能够提高悬浮电容上的电压，另一方面能够降低输出直流母线的电压，最终降低了输出直流母线与悬浮电容之间的电压差，降低了开关电路内开关管的反向电压。进一步，降低了开关电路内开关管对电压应力的要求，进而降低了成本。

请参见图2，示出了本申请实施例一种三电平Boost变换器拓扑图，本实施例中的Boost变换器能够输出三种不同的电平。

如图2所示，该三电平Boost变换器包括：电感L1、开关管S1、开关管S2、二极管D1、悬浮电容Cf、充电控制电路21、电容C1、电容C2和控制单元。

电感L1的一端连接直流电源的正极PV+，L1的另一端连接S1的第一端，S1的第二端连接S2的第一端，S2的第二端连接直流电源的负极PV-。

同时，L1与S1的公共端连接二极管D1的正极，D1的负极连接充电控制电路21的一端；

悬浮电容Cf的一端连接S1和S2的公共端，Cf的另一端连接D1与充电控制电路21的公共端。

充电控制电路21的另一端连接C1的一端，C1的另一端连接C2的一端，C2的另一端连接直流电源的负极PV-。

C1连接充电控制电路21的一端为三电平Boost变换电路的输出直流母线正极Bus+，C2连接PV-的一端为三电平Boost变换电路的输出直流母线负极Bus-。

在本申请的一个实施例中，充电控制电路21包括第二单向导通器件D2和开关管SZ1。

其中，D2的正极连接Cf，D2的负极连接C1；SZ1的第一端连接D2的负极，第二端连接D2的正极，控制端连接控制单元的输出端。

其中，SZ1可为MOSFET、逆阻型IGBT或者IGBT串联二极管等。

控制单元用于检测输出直流母线的电压Vbus以及Cf的电压Vcf，以便根据Vbus和Vcf控制SZ1及S2的导通/关断状态。

其中，Vbus和Vcf可以通过直流电压传感器检测获得，并传输至控制单元。在一种可能的实现方式中，控制单元可以输出脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号控制SZ1和S2的导通/关断状态。

下面将详细说明三电平Boost变换器的工作过程：

正常情况下，控制Vcf＝Vbus/2，当S2导通时，SZ1及D2两端的电压为Vbus-Vcf＝Vbus/2；当Vbus瞬间升高为Vbus`时，Cf来不及充电导致Vcf不会快速升高，因此，SZ1和D2两端的电压为Vbus`-Vcf；此时，Vbus`远远大于Vcf的2倍，即SZ1和D2两端的电压比较高。

当S1导通时，L1、S1、Cf、D2形成通路，因此，Vcf+Vs2＝Vbus，其中，Vs2表示S2两端的电压。当Vbus瞬间升高为Vbus`时，Cf来不及充电导致Vcf不会快速升高，因此，Vs2＝Vbus`-Vcf，Vbus`远远大于Vcf的2倍，即S2的反向电压比较高。

本申请实施例提供的三电平Boost变换器，检测Vbus及Vcf，并根据Vbus及Vcf控制SZ1和S2的开关状态，避免SZ1、D2和S2的反向电压过高。

具体的，当控制单元检测到Vbus大于或等于预设母线电压时，而Cf上的电压Vcf无法突变；此时，强制控制S2和SZ1导通，输出直流母线、SZ1、Cf、S2构成一个闭合回路，输出直流母线为Cf充电，从而使Cf上的电压Vcf升高，输出直流母线上的电压Vbus由于部分能量转移到Cf上所以Vbus会有所下降，从而使得Vbus-Vcf逐渐降低。

如果通过强制SZ1和S2导通使得Cf上的电压Vcf持续升高，S1和D1的反向电压会随着Vcf升高而升高；为了避免S1和D1的反向电压太高，Vcf不能无限制地升高，因此，需要设定Vcf的上限值，即预设电容电压。当控制单元检测到Cf上的电压Vcf大于或等于预设电容电压时，控制S2和SZ1截止，即输出直流母线停止为Cf充电，改为正常的Boost控制方式。

其中，预设母线电压可以根据开关管的耐压值计算得到，同理。预设电容电压也可以根据与Vcf有关的开关管的耐压值计算得到。

在本申请的其它实施例中，如图3所示，充电控制电路21包括开关管SZ1、二极管D2和阻抗Z1，Z1与SZ1串联后并联在D2两端，具体的，SZ1的第二端通过Z1连接D2的正极。

其中，阻抗Z1的作用是限流，阻抗Z1为单独的电抗、电阻、电容，或者，至少两种的串并联组合。图3所示的三电平Boost变换器的工作原理与图2相同，此处不再赘述。

优选地，如图4所示，在本申请的其它实施例中，充电控制电路21包括开关管SZ1、二极管D2、二极管DZ1和阻抗Z1。

其中，SZ1、DZ1和Z1依次串联后与D2并联，具体的，SZ1的第一端连接D2的负极，SZ1的第二端连接DZ1的正极，DZ1的负极通过Z1连接D2的正极。

DZ1的作用是单向导通，避免电流流经SZ1的体内二极管的支路。

本实施例提供的三电平Boost变换器，在悬浮电容和电容单元之间设置有充电控制电路，当检测到输出直流母线电压大于或等于预设母线电压时，控制该充电控制电路内的SZ1导通，以及控制开关电路内的S2导通，从而使输出直流母线为Cf充电；即将输出直流母线上的能量转移至Cf中，一方面能够提高Cf上的电压Vcf，另一方面能够降低输出直流母线的电压Vbus，最终降低了输出直流母线与悬浮电容之间的电压差，因此，在S2导通的情况下，降低了D2的反向电压；在S1导通的情况下，降低了S2的反向电压。进一步，降低了S2和D2对电压应力的要求，降低了三电平Boost变换器的成本。

请参见图5，示出了本申请实施例另一种三电平Boost变换器的拓扑图。

如图5所示，该三电平Boost变换拓扑在图2-图4所示的三电平Boost变换拓扑的基础上增设有二极管D3和开关S3，当Boost变换拓扑不工作时电能信号流经旁路二极管D3，以提高系统效率；S3主要作用是箝位，其中，S3可以采用二极管或开关管，例如IGBT等。

图5所示三电平Boost变换拓扑的其它部分与图2-图4所示的三电平Boost变换拓扑相同，其工作原理也与图2-图4所示的三电平Boost变换拓扑的工作原理相同，此处不再赘述。

当然，在本申请的其它实施例中，充电控制电路和控制单元的控制原理还可以应用于其它的多电平Boost变换拓扑中。其中，充电控制电路的数量与悬浮电容的数量相同，例如，多电平Boost变换拓扑中设置有两个悬浮电容Cf1和Cf2，则需要设置第一充电控制电路和第二充电控制电路，分别根据需要控制第一充电控制电路和第二充电控制电路的导通/关断，控制Cf1和Cf2的充电过程，本申请不再一一详述。

相应于上述的多电平Boost变换器实施例，本申请还提供了应用该多电平Boost变换器的逆变系统。

如图6所示，该逆变系统包括上述任一实施例提供的多电平Boost变换器61，以及与该多电平Boost变换器的输出端连接的逆变单元62。

逆变单元62的作用是将多电平Boost变换器61输出的直流信号变换为交流信号，逆变单元62的输出可以连接电网。

当电网侧电压瞬间升高时，导致逆变单元62的输入侧的电压瞬间升高，进而导致多电平Boost变换器的输出直流母线的电压瞬间升高，此时，多电平Boost变换器61内的控制单元可以强制控制SZ1和S2导通，使输出直流母线为悬浮电容Cf充电。

另一方面，本申请还提供了应用于上述的多电平Boost变换器的控制方法实施例。

请参见图7，示出了本申请实施例一种多电平Boost变换器的控制方法的流程图，该方法应用于上述实施例中的控制单元中。如图7所示，该方法可以包括以下步骤：

S110，检测输出直流母线的电压。

即检测多电平Boost变换器的输出直流母线上的电压Vbus的大小。

S120，当输出直流母线的电压大于或等于预设母线电压时，控制充电控制电路、及开关电路内第三端与第二端之间的开关管导通，以使输出直流母线为悬浮电容充电；

若Vbus大于或等于预设母线电压，则控制充电控制电路导通以使输出直流母线与悬浮电容Cf连通，以及，控制开关电路内第三端与第二端之间的开关管导通，以使悬浮电容与接地端之间连通。最终使输出直流母线为Cf充电，即强制闭合充电控制电路和开关电路内第三端与第二端之间的开关管导通，以使输出直流母线为Cf充电。

S130，检测悬浮电容上的电压。

在为Cf充电的过程中，检测Cf上的电压，即Vcf。

S140，当悬浮电容上的电压大于或等于预设电容电压时，控制充电控制电路、及开关电路内第三端与第二端之间的开关管截止。

在为Cf充电的过程中，随着Vcf不断增大，与Cf并联的器件上的反向电压也会不断增大，为了避免与Cf并联的器件的电压应力超出承受范围，若Vcf大于或等于预设电容电压，则控制充电控制电路截止，以及控制开关电路内第三端与第二端之间的开关管截止，输出直流母线停止为悬浮电容充电。

在本申请的其它实施例中，还可以根据Vbus与Vcf之间的差值来确定何时停止为Cf充电，例如，当Vbus-Vcf的差值小于或等于预设电压阈值时，停止为Vcf充电。其中，预设电压阈值可以根据开关管的耐压值确定。

本实施例提供的多电平Boost变换器控制方法，在悬浮电容和电容单元之间设置有充电控制电路，当检测到输出直流母线的电压大于或等于预设母线电压时，该充电控制电路导通，以及控制开关电路内第三端与第二端之间的开关管导通，从而使输出直流母线为悬浮电容充电；降低了输出直流母线与悬浮电容之间的电压差，降低了开关电路内开关管的反向电压。进一步，降低了开关电路内开关管对电压应力的要求，进而降低了成本。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请各实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本申请各实施例中的装置及终端中的模块和子模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多电平Boost变换器，其特征在于，包括：电感、开关电路、悬浮电容、第一单向导通器件、电容单元、充电控制电路和控制单元；

所述开关电路的第一端与所述电感串联后连接直流电源的正极，所述开关电路的第二端连接所述直流电源的负极，所述开关电路包括依次串联的至少两个开关管；

所述第一单向导通器件的正极连接所述电感与所述开关电路的公共端，负极连接所述充电控制电路的一端；

所述悬浮电容的一端连接所述开关电路的第三端，所述悬浮电容的另一端连接所述第一单向导通器件与所述充电控制电路的公共端；

所述电容单元的一端连接所述充电控制电路的另一端，所述电容单元的另一端连接所述直流电源的负极；

所述控制单元，用于当检测到输出直流母线的电压大于或等于预设母线电压时，控制所述充电控制电路，以及所述开关电路内第三端与第二端之间的开关管导通，以使输出直流母线为所述悬浮电容充电；以及，当检测到所述悬浮电容的电压满足预设条件时，控制所述充电控制电路，以及所述开关电路内第三端与第二端之间的开关管关断。

2.根据权利要求1所述的多电平Boost变换器，其特征在于，所述控制单元具体用于，当检测到所述悬浮电容上的电压大于或等于预设电容电压时，控制所述充电控制电路，以及所述开关电路内第三端与第二端之间的开关管截止。

3.根据权利要求1所述的多电平Boost变换器，其特征在于，所述控制单元具体用于，当检测到所述直流母线的电压与所述悬浮电容上的电压的差值小于或等于预设电压阈值，控制所述充电控制电路，以及所述开关电路内第三端与第二端之间的开关管截止。

4.根据权利要求1-3任一项所述的多电平Boost变换器，其特征在于，所述充电控制电路包括第二单向导通器件和第一开关管；

所述第二单向导通器件的正极连接所述第一单向导通器件的负极，第二单向导通器件的负极连接所述电容单元；

所述第一开关管的第一端连接所述第二单向导通器件的负极，第一开关管的第二端连接所述第二单向导通器件的正极，控制端连接所述控制单元的输出端。

5.根据权利要求4所述的多电平Boost变换器，其特征在于，所述充电控制电路还包括阻抗，所述第一开关管的第二端连接所述阻抗的一端，所述阻抗的另一端连接所述第二单向导通器件的正极。

6.根据权利要求1-3任一项所述的多电平Boost变换器，其特征在于，所述开关电路包括第二开关管和第三开关管；

所述第二开关管的第一端连接所述电感，第二端连接所述第三开关管的第一端，所述第三开关管的第二端连接直流电源的负极。

7.根据权利要求1-3任一项所述的多电平Boost变换器，其特征在于，所述电容单元包括第一电容和第二电容；

所述第一电容的一端连接所述充电控制电路，第一电容的另一端连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接所述直流电源的负极。

8.根据权利要求7所述的多电平Boost变换器，其特征在于，还包括开关和第三单向导通器件；

所述开关的一端连接所述开关电路的第三端，所述开关的另一端连接所述第一电容和所述第二电容的公共端；

所述第三单向导通器件的正极连接所述直流电源的正极，负极连接所述第一电容连接所述充电控制电路的一端。

9.一种逆变系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的多电平Boost变换器，以及逆变单元，其中，所述逆变单元的直流端与所述电容单元并联。

10.一种多电平Boost变换器的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的多电平Boost变换器中，所述方法包括：

检测输出直流母线的电压；

当所述输出直流母线的电压大于或等于预设母线电压时，控制充电控制电路，以及开关电路内第三端与第二端之间的开关管导通，以使输出直流母线为悬浮电容充电；

检测所述悬浮电容上的电压；

当所述悬浮电容上的电压大于或等于预设电容电压时，控制所述充电控制电路、及所述开关电路内第三端与第二端之间的开关管截止。