CN110771026B - 三电平电压总线装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装置，所述装置包括：第一开关和第一电容器，串联在第一电压总线和第二电压总线之间；第二电容器和第二开关，串联在所述第一电压总线与所述第二电压总线之间；以及二极管，耦合在所述第一开关和所述第一电容器的公共节点与所述第二电容器和所述第二开关的公共节点之间。

Description

三电平电压总线装置及方法
本申请要求于2017年7月19日递交的发明名称为“三电平电压总线装置及方法”的第15/653,854号美国专利申请案以及于2018年7月19日递交的、专利号为PCT/CN2018/096196的国际专利申请案的优先权，其全部内容通过引用的方式并入在本文中。
技术领域
本发明涉及电源系统中的电压总线，尤其涉及一种耦合在前端电路和两个下游电源转换器之间的三电平电压总线。
背景技术
电源系统(例如适配器)用于将公用事业公司的交流(alternating current，简称为AC)电压转换为适合电子设备的直流(direct current，简称为DC)电压。在许多应用中，电源系统需要在一个大的输入电压范围内运行。例如，在中国和许多欧洲国家，公用事业公司的交流供电电压在约210V～240V范围内，频率约为50Hz。以上电压为RMS电压。RMS指均方根(Root Mean Square)。在北美，交流供电电压在约100V至120V范围内，频率约为60Hz笔记本电脑等电子设备可能需要通用适配器，这样笔记本电脑才能在不同国家使用。
电源系统(例如适配器)通常包括交流/直流电路(例如整流器)和隔离直流/直流电路(例如隔离直流/直流转换器)。交流/直流电路将来自交流公用设施管线的电源进行转换，并为隔离直流/直流电路建立一个直流总线。交流/直流电路可以包括各种电磁干扰(electromagnetic interference，EMI)滤波器和由四个二极管组成的桥式整流器。EMI滤波器用于衰减差模噪声和共模噪声。桥式整流器将交流电压转换为全波整流直流电压。这种全波整流直流电压通过耦合到桥式整流器的输出端的多个平滑电容器为隔离直流/直流电路提供稳定的直流输入电压。
隔离直流/直流电路将直流总线上的电压转换为适合电子负载的电压，电子负载包括平板电脑、打印机、移动电话、个人计算机、上述设备的任何组合等。通过不同的电源设备组网，例如反激转换器、正激转换器、半桥转换器、全桥转换器等，可以实现隔离直流/直流电路。
发明内容
为了解决或规避这些问题和其他问题，以及实现技术优点，本发明的优选实施例提供了一种三电平电压总线，可以逐个或并行配置两个下游转换器的输入端。
根据一实施例，一种装置包括：第一开关和第一电容器，串联在第一电压总线和第二电压总线之间；第二电容器和第二开关，串联在所述第一电压总线与所述第二电压总线之间；以及二极管，耦合在所述第一开关和所述第一电容器的公共节点与所述第二电容器和所述第二开关的公共节点之间。
根据另一实施例，一种方法包括：检测三电平电压总线装置的第一电压总线和第二电压总线的电压；当所述三电平电压总线装置的所述第一电压总线和所述第二电压总线的电压大于第一电压阈值时，断开所述三电平电压总线装置的第一开关和第二开关；以及当所述三电平电压总线装置的所述第一电压总线和所述第二电压总线的电压小于第二电压阈值时，闭合所述三电平电压总线装置的第一开关和第二开关，其中，所述第一电压阈值大于所述第二电压阈值。
根据又一实施例，一种系统包括：一种与电源连接的三电平电压总线装置，其中，所述三电平电压总线装置包括：第一开关和第一电容器，串联在第一电压总线和第二电压总线之间；第二电容器和第二开关，串联在所述第一电压总线与所述第二电压总线之间；二极管，耦合在所述第一开关和所述第一电容器的公共节点与所述第二电容器和所述第二开关的公共节点之间；第一电源转换器，输入端与所述第一电容器连接；以及第二电源转换器，输入端与所述第二电容器连接，所述第一电源变换器的输出端与所述第二电源转换器的输出端并联。
本发明实施例的一个优点是提供了一种三电平电压总线，可以逐个或并行配置两个下游转换器的输入端，减小所述下游转换器的电压变化范围。
上文相当宽泛地概述了本发明的实施例的特征和技术优点，目的是让人能更好地理解下文对本发明的详细描述。下文中将描述本发明的额外特征和优点，其形成本发明的权利要求书的标的物。所属领域的技术人员应了解，所公开的概念和具体实施例可容易地用作修改或设计用于实现本发明的相同目的的其他结构或过程的基础。所属领域的技术人员还应意识到，此类等效构造不脱离所附权利要求书中所提出的本发明的精神和范围。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：
图1是本发明实施例提供的电源系统的框图；
图2是本发明实施例提供的如图1所示的三电平电压总线装置的示意图；
图3示出了本发明实施例提供的如图1所示的三电平电压总线装置的三种工作模式；
图4示出了本发明实施例提供的如图1所示的电源系统的另一种实施方式；
图5示出了本发明实施例提供的如图1所示的电源系统的另一种实施方式；以及
图6是本发明实施例提供的控制如图2所示开关的流程图。
除非另有指示，否则不同图中的对应标号和符号通常指代对应部分。绘制各图是为了清楚地说明实施例的相关方面，因此未必是按比例绘制的。
具体实施方式
下文将详细论述当前优选实施例的制作和使用。但应了解，本发明提供的许多适用发明概念可实施在多种具体环境中。所论述的具体实施例仅仅说明用以实施和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。
本发明将结合具体上下文，即交流/直流电源系统中的三电平电压总线装置的优选实施例来描述。然而，本发明也可以应用于各种电力应用场景。以下将结合附图详细说明各实施例。
图1是本发明各种实施例提供的电源系统的框图。所述电源系统100耦合在输入交流电源VIN和负载(未示出)之间。如图1所示，所述电源系统100包括前端电路102、三电平电压总线装置104和电源转换电路106。所述前端电路102、所述三电平电压总线装置104和所述电源转换电路106在所述输入交流电源与所述负载之间级联。
在一些实施例中，所述前端电路102包括级联的电磁干扰(electromagneticinterference，EMI)滤波器和整流器。所述EMI滤波器用于降低可能对所述电源系统100的其他设备造成干扰的高频噪声。因为采用了EMI滤波器，所述电源系统100可以满足各种EMI规定。所述整流器用于将交流电转换为直流电。在所述整流器的输出端可以连接多个平滑电容器用于平滑电压，产生稳定、平滑的输出电压。
所述EMI滤波器可包括多个无源器件，包括电容器和电感器。所述电感器支持直流或低频电流通过，同时阻断不需要的高频电流。所述电容器提供低阻抗电路，用于从所述EMI滤波器中转移不需要的高频电流或噪声。不需要的高频电流流回输入电源或地面。
在一些实施例中，所述EMI滤波器用于衰减差模噪声和共模噪声。所述EMI滤波器可以包括两个差模电感器、两个共模电感器和多个滤波电容器。所述两个差模电感器与所述多个滤波电容器一起用于过滤掉所述电源系统100内的差模噪声。所述两个共模电感器用于过滤掉所述电源系统100中的共模噪声。在一些实施例中，所述两个共模电感器是耦合在一起的电感器。
在一些实施例中，所述整流器是全波桥式整流器。所述整流器包括以闭环桥结构连接在一起的四个整流二极管。所述四个二极管采用串联配对，每半周期内只有两个二极管导通。在输入交流电源的正半周期内，第一二极管和第二二极管串联导通，而第三二极管和第四二极管处于反向偏置状态，电流通过所述第一二极管和所述第二二极管经过所述负载。在输入交流电源的负半周期内，所述第三二极管和所述第四二极管串联导通，而所述第一二极管和所述第二二极管处于反向偏置状态，电流通过所述第三二极管和所述第四二极管经过所述负载。
所述三电平电压总线装置104包括两个开关、两个电容器和一个二极管。所述三电平电压总线装置104用于重新配置所述三电平电压总线装置104的施加电压。具体地，当所述三电平电压总线装置104输入端的电压大于第一电压阈值时，所述三电平电压总线装置104的两个开关均断开。所述三电平电压总线装置104的两个电容器串联，如果所述两个电容器有相同的电容，电压均匀施加在所述串联的电容器上。所述两个电容器为所述电源转换电路106的下游转换器提供两个电压总线。每个电压总线的电压约等于所述三电平电压总线装置104的施加电压的一半。
另一方面，当所述三电平电压总线装置104输入端的电压小于第二电压阈值，所述第二电压阈值小于第一电压阈值时，所述三电平电压总线装置104的两个开关均闭合。闭合的开关重新配置所述三电平电压总线装置104的施加电压。具体地，所述三电平电压总线装置104的施加电压分别施加于所述两个电容器。因此，所述三电平电压总线装置104的每个电容器的电压约等于所述三电平电压总线装置104的施加电压。下面结合图2描述所述三电平电压总线装置104的详细结构。
所述电源转换电路106包括两个电源转换器。在一些实施例中，所述两个电源转换器可以为隔离直流/直流转换器。在本说明书中，这两个电源转换器也称为两个下游电源转换器。
第一电源转换器的输入端与所述三电平电压总线装置104的第一电容器连接。第二电源转换器的输入端与所述三电平电压总线装置104的第二电容器连接。所述第一电源转换器的输出端与所述第二电源转换器的输出端并联。下文结合图2描述所述电源转换电路106的详细结构。
图2是本发明实施例提供的如图1所示的所述三电平电压总线装置的示意图。所述三电平电压总线装置104包括第一开关Q1、第二开关Q2、第一电容器C1、第二电容器C2、二极管D3和热敏电阻器R1。如图2所示，所述前端电路102的输出端包括两个电压总线，即第一电压总线112和第二电压总线114。所述第一电压总线112的电压大于所述第二电压总线114的电压。在一些实施例中，所述第二电压总线114接地，如图2所示。
如图2所示，所述第一电容器C1、所述二极管D3、所述热敏电阻器R1和所述第二电容器C2串联在所述第一电压总线112和所述第二电压总线114之间。所述第一开关Q1连接在所述第一电压总线112与所述第二电容器C2和所述热敏电阻器R1的公共节点之间。具体地，所述第一开关Q1的漏极与所述第一电压总线112连接，所述第一开关Q1的源极与所述第二电容器C2和所述热敏电阻器R1的公共节点连接。
所述第二开关Q2连接在所述第二电压总线114与所述第一电容器C1和所述二极管D3的公共节点之间。具体地，所述第二开关Q2的漏极与所述第一电容器C1和所述二极管D3的公共节点连接。所述第二开关Q2的源极与所述第二电压总线114连接。所述第一开关Q1的栅极和所述第二开关Q2的栅极均由图2所示的控制器110控制。
所述控制器110可以检测所述前端电路102输出端的电压。所述控制器110根据检测到的电压生成栅极驱动信号，用于控制所述第一开关Q1和所述第二开关Q2的闭合/断开。下面结合图6描述所述控制器110的详细操作原理。
需要说明的是，检测所述前端电路102输出端的电压仅仅是一个示例。本领域技术人员应了解，可以有多种替代方案来实现这个功能。例如，所述控制器110可以直接检测所述输入交流电源VIN的电压，并通过检测到的VIN电压来确定所述第一开关Q1和所述第二开关Q2的闭合/断开。
还需要说明的是，图2示出了用于为所述电源系统100生成栅极信号的控制器，本领域技术人员应了解，可以有多种替代方案来实现所述控制器110的功能。例如，所述控制器110可以由分立元件代替。此外，所述控制器110与所述开关Q1和Q2之间可以有一个或多个专用驱动器。
总而言之，本文中所示的所述电源系统100和所述控制器110仅用于清楚地说明实施例的创造性方面。本发明并不限于任何特定的电源设备组网。
图2所示的开关(例如所述第一开关Q1)可以为金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)器件。可选地，所述开关可以为其他合适的可控器件，例如n型金属氧化物半导体(n-type metal oxidesemiconductor，简称为NMOS)晶体管、双极型晶体管(bipolar junction transistor，简称为BJT)器件、超级结型晶体管(super junction transistor，简称为SJT)器件、绝缘栅极双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，简称为IGBT)器件、基于氮化镓(gallium nitride，简称为GaN)的电源设备等。
还需要说明的是，图1示出了两种开关Q1和Q2，但本发明实施例可以包括其他变化、修改和替代方案。例如，每个开关可以由多个并联的开关代替。
所述输入交流电源VIN在约100V～240V(RMS电压)范围内。在一些实施例中，所述输入交流电源VIN的电压约为220V，频率约为50Hz。在另一个实施例中，所述输入交流电源VIN的电压约为110V频率约为60Hz。
在一些实施例中，当所述输入交流电源VIN的电压为220V(RMS电压)时，所述三电平电压总线装置104的施加电压约为312V(直流电压)。另一方面，当所述输入交流电源的电压为110V(RMS电压)时，所述三电平电压总线装置104的施加电压约为156V(直流电压)。通过上述图1和图2所描述的电压总线重新配置技术，可以相应降低所述第一开关Q1和所述第二开关Q2的电压应力。
在运行中，当所述输入交流电源VIN的电压为220V，且所述三电平电压总线装置104的施加电压约为312V时，所述电源系统100进入高电压模式。在高电压模式下，所述第一开关Q1和所述第二开关Q2均断开。由于所述第一电容器C1和所述第二电容器C2串联，每个电容器的电压约为156V，同样地，每个开关的电压约为156V。
在运行中，当所述输入交流电源VIN的电压为110V时，且所述三电平电压总线装置104的施加电压约为156V时，所述电源系统100进入低电压模式。在低电压模式下，所述第一开关Q1和所述第二开关Q2均闭合。由于所述第一开关Q1和所述第二开关Q2均闭合，所述第一电容器C1和所述第二电容器C2均连接到前端电路102的输出端。每个电容器的电压约为156V。
在运行中，当所述输入交流电源VIN的电压在110V～220V范围内时，所述电源系统100可以进入动态转移模式，下面结合图3描述所述动态转移模式的详细操作原理。
在上述操作模式下，每个电容器的电压小于200V，因此所述电容器C1和C2可以为额定电压为200V的电容器。同样地，所述开关Q1和Q2可以为MOSFET管，额定电压为200V。
所述二极管D3用于防止所述第一电压总线112与所述第二电压总线114之间的短路。具体地，当所述开关Q1和Q2均闭合时，反向偏置二极管D3可以防止所述第一电压总线112与所述第二电压总线114之间的短路。
所述热敏电阻器R1可以为输入浪涌电流限制器。在一些实施例中，所述热敏电阻器R1可以为负极温度系数(Negative Temperature Coefficient，简称为NTC)设备。
所述电源转换电路106包括第一电源转换器202和第二电源转换器204。如图2所示，所述第一电源转换器202有两个输入端，即第一输入端122和第二输入端124。如图2所示，所述第一输入端122和所述第二输入端124分别与所述第一电容器C1的两个端子连接。进一步地，所述第一输入端122与所述第一总线112连接。
所述第二电源转换器204具有两个输入端，即第一输入端126和第二输入端128。如图2所示，所述第一输入端126和所述第二输入端128分别与所述第二电容器C2的两个端子连接。进一步地，所述第二输入端128与所述第二总线114连接。
所述第一电源转换器202的输出端与所述第二电源转换器204的输出端并联，提供第一输出端子VO+(第一输出电压端口)和第二输出端子VO-(第二输出电压端口)。所述电源系统100的输出端子可以与负载或下游电源转换器连接。
在一些实施例中，所述第一电源转换器202和所述第二电源转换器204为隔离直流/直流转换器，包括全桥直流/直流转换器、半桥直流/直流转换器、正激直流/直流转换器、反激直流/直流转换器、电感-电感-电容(inductor-inductor-capacitor，简称为LLC)谐振转换器等。
在一些实施例中，所述第一电源转换器202和所述第二电源转换器204有相同的控制结构(例如PWM控制)。进一步地，所述第一电源转换器202和所述第二电源转换器204在相同的交换频率下工作。相同的控制机构和交换频率有助于保持所述电容器C1和C2的电压平衡。此外，所述第一电源转换器202的磁器件(例如变压器和/或电感器)可以与所述第二电源转换器204的磁器件(例如变压器和/或电感器)进行磁耦合。例如，所述第一电源转换器202的变压器和所述第二电源转换器204的变压器可以通过共用相同的磁芯相互磁耦合。
在另一个实施例中，所述第一电源转换器202可以为隔离直流/直流转换器。所述第二电源转换器204可以为非隔离直流/直流转换器。例如，所述第一电源转换器202可以为全桥转换器。所述第二电源转换器204可以为降压转换器。
图2所示的所述三电平电压总线装置104的一个优点是，根据不同的输入电压重新配置电压总线，这样有助于在所述电源系统100启动时降低所述电源系统100的输入浪涌电流。此外，重新配置电压总线可以降低所述电压总线112和114的电容器体积。
在一些实施例中，与传统的电压总线相比，电容器体积可以减少50％，例如在传统的电源系统中，整流器与下游电源转换器之间的电压总线使用400V额定电压的68uF电容器。所述电容器的直径约18mm，高度约25mm。相比之下，如图2所示的电容器可以为200V额定电压的56uF电容器。所述电容器直径约10mm，高度约25mm，总体积约减少40％。
进一步地，所述第一总线112和所述第二总线114之间降低的电压有助于降低所述下游电源转换器202和204开关上的电压应力。通过降低所述下游电源转换器开关上的电压应力可以提高系统效率。提高系统效率有助于所述电源系统100实现更高的功率密度。
图3示出了本发明实施例提供的如图1所示的所述三电平电压总线装置的三种工作模式。所述输入交流电源VIN在约100V～240V(RMS电压)范围内。在一些实施例中，所述输入交流电源VIN的电压约为220V，如虚线302所示。在另一个实施例中，所述输入交流电源VIN的电压为110V，如虚线308所示。
为了重新配置所述三电平电压总线装置104，采用两个电压阈值来确定所述第一开关Q1和所述第二开关Q2的闭合/断开。如图3所示，第一电压阈值Vth1和第二电压阈值Vth2位于110V～220V范围内，虚线304所示的所述第一电压阈值Vth1大于虚线306所示的所述第二电压阈值Vth2。
在一些实施例中，当所述输入交流电源VIN的电压大于所述第一电压阈值Vth1时，所述三电平电压总线装置104进入高电压模式。在高电压模式下，所述三电平电压总线装置的所述第一开关Q1和所述第二开关Q2均断开。由于所述开关Q1和Q2均断开，所述第一电容器C1和所述第二电容器C2串联。每个电容器的电压约为所述第一电压总线112和所述第二电压总线114的电压的一半。因此，每个下游转换器的输入电压约为所述第一电压总线112和所述第二电压总线114的电压的一半。
在一些实施例中，当所述输入交流电源VIN的电压小于所述第二电压阈值Vth2时，所述三电平电压总线装置104进入低电压模式。在低电压模式下，所述三电平电压总线装置104的所述第一开关Q1和所述第二开关Q2均闭合。由于所述开关Q1和Q2均闭合，所述第一电容器C1和所述第二电容器C2并联连接。每个电容器的电压约等于所述第一电压总线112和所述第二电压总线114的电压。因此，每个下游转换器的输入电压约等于所述第一电压总线112和所述第二电压总线114的电压。
在一些实施例中，当所述输入交流电源VIN的电压位于所述第一电压阈值Vth1和所述第二电压阈值Vth2之间时，所述三电平电压总线装置104进入动态转移模式。在所述动态转移模式下，所述三电平电压总线装置104在高电压模式和低电压模式之间来回切换。在一些实施例中，高电压模式与低电压模式之间的转移频率约为所述输入交流电源VIN频率的两倍。
图4示出了本发明实施例提供的如图1所示的电源系统的另一种实施方式。图4所示的电源系统200与图2所示的所述电源系统100类似，除了所述三电平电压总线装置104是与直流电源直接连接的。图4所示的所述三电平电压总线装置104的工作原理与图2所示的所述三电平电压总线装置104类似，为了避免不必要的重复不再赘述。
图5示出了本发明实施例提供的如图1所示的电源系统的另一种实施方式。图5所示的电源系统300与图4所示的所述电源系统200类似，除了所述二极管D3使用开关Q3来代替，以及不使用所述热敏电阻器R1。图5所示的所述三电平电压总线装置104的工作原理与图2所示的所述三电平电压总线装置104类似，为了避免不必要的重复不再赘述。
图6是本发明实施例提供的控制如图2所示开关的流程图。图6所示的流程图仅仅是一个举例，不旨在限定权利要求书的范围。本领域普通技术人员应了解，所作的任何变化、等同替换、修改等，均应包含在本发明的保护范围之内。例如，可以新增、删除、替换、重新排列和重复图6所示的各步骤。
参见图2，所述三电平电压总线装置104包括两个开关Q1和Q2。所述三电平电压总线装置104通过前端电路102连接到交流电源VIN。所述前端电路102将交流电压转换为直流电压。
在某些应用场景中，所述交流电源VIN的电压位于约210V～240V的范围内(例如220V)，频率为50Hz。在另一个应用场景中，所述交流电源VIN的电压位于约100V～120V的范围内(例如110V)，频率为60Hz。当所述交流电源VIN的电压约为220V(RMS电压)时，所述三电平电压总线装置104输入端的直流电压约为312V(直流电压)。另一方面，当所述交流电源VIN的电压约为110V(RMS电压)时，所述三电平电压总线装置104输入端的直流电压约为156V(直流电压)。
在步骤602中，在所述电源系统100的启动过程中，所述开关Q1和Q2均断开。在一些实施例中，所述开关Q1和Q2在预定的时间内断开，例如从约10毫秒到约20毫秒断开。由于所述开关Q1和Q2均断开，所述电容器C1和C2串联。所述串联的电容器C1和C2有助于降低所述电源系统100的输入浪涌电流。在一些实施例中，与传统直流电压总线的电源系统相比，所述输入浪涌电流可以降低约50％～75％。
在步骤602中，图2所示的所述控制器110在启动后可以检测所述前端电路102输出端的电压。所述控制器110可以有两个预定义阈值。在一些实施例中，第一阈值为小于312V的预定义值，第二阈值为大于156V的预定义值，且所述第一阈值大于所述第二阈值。
应当指出，上述阈值仅仅是一个举例，不旨在限定权利要求书的范围。本领域普通技术人员应了解，所作的任何变化、等同替换、修改等，均应包含在本发明的保护范围之内。例如，预定义阈值可以根据不同的应用场景和设计需求而变化。
在步骤606中，当所述第一电压总线112和所述第二电压总线114的电压大于所述第一电压阈值时，所述三电平电压总线装置104的所述第一开关Q1和所述第二开关Q2同时断开。因此，所述第一电容器C1和所述第二电容器C2串联连接。
在步骤608中，当所述三电平电压总线装置的所述第一电压总线和所述第二电压总线的电压小于所述第二电压阈值时，所述三电平电压总线装置104的所述第一开关Q1和所述第二开关Q2同时闭合。因此，所述第一电容器C1和所述第二电容器C2并联连接。
虽然已详细地描述了本发明实施例及其优点，但是应理解，可以在不脱离如所附权利要求书所界定的本发明的精神和范围的情况下对本发明做出各种改变、替代和更改。
例如，在一个实施例中，公开了一种装置，所述装置包括第一开关构件和第一电容器构件，串联在第一电压总线和第二电压总线之间；第二电容器构件和第二开关构件，串联在所述第一电压总线与所述第二电压总线之间；以及二极管构件，耦合在所述第一开关构件和所述第一电容器构件的公共节点与所述第二电容器构件和所述第二开关构件的公共节点之间。
此外，本发明的范围并不限定于说明书中所述的过程、机器、产品、物质组成、构件、方法和步骤的具体实施例。所属领域的一般技术人员容易理解，根据本发明使用现有的或即将开发出的、具有与本文所描述的相应实施例实质相同的功能，或能够取得与所述实施例实质相同的结果的过程、机器、产品、物质组成、构件、方法或步骤。相应地，所附权利要求范围包括这些过程、机器、产品、物质组成、构件、方法或步骤。

Claims (16)

1.一种三电平电压总线装置，其特征在于，包括：
第一开关和第一电容器，串联在第一电压总线和第二电压总线之间；
第二电容器和第二开关，串联在所述第一电压总线与所述第二电压总线之间；以及
二极管，耦合在所述第一开关和所述第一电容器的公共节点与所述第二电容器和所述第二开关的公共节点之间；
其中，所述第二电容器用于与第一电源转换器连接；所述第一电容器用于与第二电源转换器连接；
当所述第一电压总线和所述第二电压总线的电压大于第一电压阈值时，所述第一开关和所述第二开关断开；以及
当所述第一电压总线和所述第二电压总线的电压小于第二电压阈值时，所述第一开关和所述第二开关闭合，其中，所述第一电压阈值大于所述第二电压阈值；
其中，当所述三电平电压总线装置的所述第一电压总线和所述第二电压总线的电压在所述第二电压阈值和所述第一电压阈值之间时，所述三电平电压总线装置被配置为工作在动态转移模式；在所述动态转移模式下，所述三电平电压总线装置在高输入电压模式和低输入电压模式之间来回切换；其中，在所述高输入电压模式下，所述第一开关和所述第二开关均断开；在所述低输入电压模式下，所述第一开关和所述第二开关均闭合。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
负极温度系数设备，与所述二极管串联。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，
所述第一开关为第一MOSFET管；第二开关为第二MOSFET管。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，
所述第一MOSFET管的漏极与所述第一电压总线连接；
所述第一MOSFET管的源极与所述第一电容器连接；
所述第二MOSFET管的漏极与所述第二电容器连接；以及
所述第二MOSFET管的源极与所述第二电压总线连接。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，
所述第二电容器、所述二极管和所述第一电容器串联在所述第一电压总线和所述第二电压总线之间，
其中，所述二极管的阳极与所述第二电容器连接；所述二极管的阴极与所述第一电容器连接。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述二极管是在二极管仿真模式下工作的晶体管。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述第一电源转换器的第一输出端子与所述第二电源转换器的第一输出端子连接在一起，提供第一输出电压端口；所述第一电源转换器的第二输出端子与所述第二电源转换器的第二输出端子连接在一起，提供第二输出电压端口，其中，所述第一输出电压端口的电压大于所述第二输出电压端口的电压。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述第一电源转换器为第一隔离电源转换器；所述第二电源转换器为第二隔离电源转换器。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述第一电源转换器为第一隔离电源转换器；所述第二电源转换器为第二非隔离电源转换器。
10.一种电路控制方法，其特征在于，包括：
检测三电平电压总线装置的第一电压总线和第二电压总线的电压；
当所述三电平电压总线装置的所述第一电压总线和所述第二电压总线的电压大于第一电压阈值时，断开所述三电平电压总线装置的第一开关和第二开关；以及
当所述三电平电压总线装置的所述第一电压总线和所述第二电压总线的电压小于第二电压阈值时，闭合所述三电平电压总线装置的第一开关和第二开关，其中，所述第一电压阈值大于所述第二电压阈值；
其中，所述三电平电压总线装置包括：
第一开关和第一电容器，串联在所述第一电压总线和所述第二电压总线之间；
第二电容器和第二开关，串联在所述第一电压总线与所述第二电压总线之间；以及二极管，耦合在所述第一开关和所述第一电容器的公共节点与所述第二电容器和所述第二开关的公共节点之间；
所述第二电容器用于与第一电源转换器连接；所述第一电容器用于与第二电源转换器连接；
其中，所述方法还包括：
当所述三电平电压总线装置的所述第一电压总线和所述第二电压总线的电压在所述第二电压阈值和所述第一电压阈值之间时，将所述三电平电压总线装置配置为工作在动态转移模式；在所述动态转移模式下，所述三电平电压总线装置在高输入电压模式和低输入电压模式之间来回切换；其中，在所述高输入电压模式下，所述第一开关和所述第二开关均断开；在所述低输入电压模式下，所述第一开关和所述第二开关均闭合。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述三电平电压总线装置的所述第一电压总线和所述第二电压总线的电压大于所述第一电压阈值时，同时断开所述三电平电压总线装置的所述第一开关和所述第二开关；以及
当所述三电平电压总线装置的所述第一电压总线和所述第二电压总线的电压小于所述第二电压阈值时，同时闭合所述三电平电压总线装置的所述第一开关和所述第二开关。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
所述高输入电压模式与所述低输入电压模式之间的转移频率为耦合到所述三电平电压总线装置的输入交流电源频率的两倍。
13.一种电源系统，其特征在于，包括：
一种与电源连接的三电平电压总线装置，其中，所述三电平电压总线装置包括：
第一开关和第一电容器，串联在第一电压总线和第二电压总线之间；第二电容器和第二开关，串联在所述第一电压总线与所述第二电压总线之间；二极管，耦合在所述第一开关和所述第一电容器的公共节点与所述第二电容器和所述第二开关的公共节点之间；
第一电源转换器，输入端与所述第一电容器连接；以及
第二电源转换器，输入端与所述第二电容器连接，所述第一电源变换器的输出端与所述第二电源转换器的输出端并联；
其中，当所述第一电压总线和所述第二电压总线的电压大于第一电压阈值时，所述第一开关和所述第二开关断开；以及
当所述第一电压总线和所述第二电压总线的电压小于第二电压阈值时，所述第一开关和所述第二开关闭合，其中，所述第一电压阈值大于所述第二电压阈值；
其中，当所述三电平电压总线装置的所述第一电压总线和所述第二电压总线的电压在所述第二电压阈值和所述第一电压阈值之间时，所述三电平电压总线装置被配置为工作在动态转移模式；在所述动态转移模式下，所述三电平电压总线装置在高输入电压模式和低输入电压模式之间来回切换；其中，在所述高输入电压模式下，所述第一开关和所述第二开关均断开；在所述低输入电压模式下，所述第一开关和所述第二开关均闭合。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，
所述三电平电压总线装置通过全波桥式整流器与所述电源连接，其中，所述电源为交流电源。
15.根据权利要求13或14所述的系统，其特征在于，
所述第一电压总线的电压大于所述第二电压总线的电压。
16.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，
所述三电平电压总线装置与所述电源直接连接，其中，所述电源为直流电源。
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