CN115173698A - 一种升压电路及升压方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种升压电路及升压方法，所述升压电路包括输入正极、输入负极、电源、第一电感器、升压控制单元、第一电平、第二电平、均压单元、输出正极和输出负极，第一电感器的第一端与输入正极相连，第一电感器的第二端与升压控制单元的第一端相连，升压控制单元的第二端与输入负极相连；第一电平的第一端与第一电感器的第二端相连，第一电平的第二端与第二电平的第一端相连，第二电平的第二端与输入负极相连；输出正极与第一电平的第一端相连；输出负极和输入负极直接相连。升压电路可以实现升压的功能，同时，可以降低升压电路中的漏电流，输入负极和输出负极可以共用防雷器，可以降低升压电路的使用成本。

Description

一种升压电路及升压方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种升压电路及升压方法。

背景技术

在储能系统中，若输入电压较高，为了能够使用常规电压等级的功率管（1200V开关管），最大功率点跟踪电路（Maximum Power Point Tracking，MPPT）通常使用双boost对称三电平电路，然而，该电路由于输入负极与输出负极不相连，导致存在以下一些缺点：导致升压电路的漏电流较大。若在输入负极和输出负极之间设置电感，会增加升压电路的复杂度，进而增加了升压电路的成本。输入负极和输出负极不能共用防雷器，也会导致升压电路的成本增加。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种升压电路及升压方法，可以使输入电源的输入负极与输出负极直接相连，可降低升压电路的漏电流，输入负极和输出负极可以共用防雷器，能够降低升压电路的使用成本。

第一方面，本申请提供一种升压电路，所述升压电路包括输入电源、第一电感器、升压控制单元、第一电平、第二电平、均压单元、输出正极和输出负极，所述输入电源包括输入正极和输入负极；

所述第一电感器的第一端与所述输入正极相连，所述第一电感器的第二端与所述升压控制单元的第一端相连，所述升压控制单元的第二端与所述输入负极相连；

所述第一电平的第一端与所述第一电感器的第二端相连，所述第一电平的第二端与所述第二电平的第一端相连，所述第二电平的第二端与所述输入负极相连；

所述输出正极与所述第一电平的第一端相连；

所述输出负极和所述输入负极直接相连；

所述均压单元用于均衡所述第一电平和所述第二电平的电压。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述升压控制单元包括第一控制开关和第二控制开关，所述第一控制开关的第一端与所述第一电感器的第二端相连，所述第一控制开关的第二端与所述第二控制开关的第一端相连；所述第二控制开关的第二端与所述输入负极相连；所述第一控制开关和所述第二控制开关之间的中性点与所述第一电平和所述第二电平之间的中性点相连。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述均压单元包括第三控制开关、第四控制开关和第二电感器；

所述第三控制开关的第一端与第一电平的第一端相连，所述第三控制开关的第二端与所述第四控制开关的第一端相连，所述第四控制开关的第二端与所述第二电平的第二端相连；

所述第二电感器的第一端与所述第一电平和所述第二电平之间的中性点相连，所述第二电感器的第二端与所述第三控制开关和所述第四控制开关之间的中性点相连。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述升压电路还包括第三电平和第四电平，所述第三电平的第一端与所述第一电平的第一端相连；所述第三电平的第二端与所述第四电平的第一端相连，所述第四电平的第二端与所述第二电平的第二端相连。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述升压电路还包括第三电平、第四电平和连接导线，所述第三电平的第一端与所述第三控制开关的第一端相连；所述第三电平的第二端与所述第四电平的第一端相连，所述第四电平的第二端与所述第四控制开关的第二端相连，所述连接导线的第一端与所述第二电感器的第一端相连，所述连接导线的第二端与所述第三电平和所述第四电平之间中性点相连。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述升压电路还包括逆变电路，所述逆变电路用于均衡所述第三电平和所述第四电平的电压。

第二方面，本申请提供一种升压方法，所述升压方法应用于升压电路中，所述升压电路包括输入电源、第一电感器、升压控制单元、第一电平、第二电平、均压单元、输出正极和输出负极，所述输入电源包括输入正极和输入负极；

所述第一电感器的第一端与所述输入正极相连，所述第一电感器的第二端与所述升压控制单元的第一端相连，所述升压控制单元的第二端与所述输入负极相连；

所述第一电平的第一端与所述第一电感器的第二端相连，所述第一电平的第二端与所述第二电平的第一端相连，所述第二电平的第二端与所述输入负极相连；

所述输出正极与所述第一电平的第一端相连；

所述输出负极和所述输入负极直接相连；

所述均压单元用于均衡所述第一电平和所述第二电平的电压；

所述升压方法包括：

控制所述升压控制单元动作，使所述输入电源放电，并让所述第一电感器蓄能；

控制所述升压控制单元动作，使得所述输入电源与已蓄能的所述第一电感器串联，给串联的所述第一电平、所述第二电平充电，进而使所述输出正极和所述输出负极之间的电压大于所述输入电源的电压。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述升压控制单元包括第一控制开关和第二控制开关，所述第一控制开关的第一端与所述第一电感器的第二端相连，所述第一控制开关的第二端与所述第二控制开关的第一端相连；所述第二控制开关的第二端与所述输入负极相连；所述第一控制开关和所述第二控制开关之间的中性点与所述第一电平和所述第二电平之间的中性点相连；

所述控制所述升压控制单元动作，使所述输入电源放电，并让所述第一电感器蓄能，包括：

先控制第一控制开关从断开状态切换到闭合状态，再控制第二控制开关从断开状态切换到闭合状态；

所述控制所述升压控制单元动作，使得所述输入电源与已蓄能的所述第一电感器串联，给串联的所述第一电平、所述第二电平充电，包括：

先控制第二控制开关从闭合状态切换到断开状态，再控制第一开关从闭合状态切换到断开状态。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述均压单元包括第三控制开关、第四控制开关和第二电感器；

所述第三控制开关的第一端与所述第一电平的第一端相连，所述第三控制开关的第二端与所述第四控制开关的第一端相连，所述第四控制开关的第二端与所述第二电平的第二端相连；

所述第二电感器的第一端与所述第一电平和所述第二电平之间的中性点相连，所述第二电感器的第二端与所述第三控制开关和所述第四控制开关之间的中性点相连；

所述升压方法还包括：

采集所述第一电平的第一电压值和所述第二电平的第二电压值；

当所述第二电压值大于所述第一电压值，且所述第二电压值与所述第一电压值之差大于第一预设阀值时，控制所述第三控制开关断开、所述第四控制开关闭合，使所述第二电平放电，让所述第二电感器蓄能；控制所述第四控制开关断开、所述第三控制开关闭合，让已蓄能的所述第二电感器放电，给所述第一电平充电；

当所述第一电压值大于所述第二电压值，且所述第一电压值与所述第二电压值之差大于第二预设阀值时，控制所述第四控制开关断开、所述第三控制开关闭合，使所述第一电平放电，让所述第二电感器蓄能；控制所述第三控制开关断开、所述第四控制开关闭合，让已蓄能的所述第二电感器放电，给所述第二电平充电。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述升压电路还包括第三电平、第四电平和连接导线，所述第三电平的第一端与所述第三控制开关的第一端相连；所述第三电平的第二端与所述第四电平的第一端相连，所述第四电平的第二端与所述第四控制开关的第二端相连，所述连接导线的第一端与所述第二电感器的第一端相连，所述连接导线的第二端与所述第三电平和所述第四电平之间中性点相连；

所述升压方法还包括：

采集所述第三电平的第三电压值和所述第四电平的第四电压值；

当所述第四电压值大于所述第三电压值，且所述第四电压值与所述第三电压值之差大于第三预设阀值时，控制所述第三控制开关断开、所述第四控制开关闭合，使所述第四电平放电，让所述第二电感器蓄能；控制所述第四控制开关断开、所述第三控制开关闭合，让已蓄能的所述第二电感器放电，给所述第三电平充电；

当所述第三电压值大于所述第四电压值，且所述第三电压值与所述第四电压值之差大于第四预设阀值时，控制所述第四控制开关断开、所述第三控制开关闭合，使所述第三电平放电，让所述第二电感器蓄能；控制所述第三控制开关断开、所述第四控制开关闭合，让已蓄能的所述第二电感器放电，给所述第四电平充电。

在本申请提供的实施例中，升压电路可以实现升压的功能，且，输出负极与输入负极直接相连，可以降低升压电路中的漏电流，同时，输入负极和输出负极可以共用防雷器，可以降低升压电路的使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为常规的boost升压电路的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的升压电路的结构示意图；

图3为本申请一实施例第一控制开关、第二控制开关的控制时序图；

图4为本申请一实施例提供的另一升压电路的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的通过均压单元均衡第一电平电压和第二电平电压的一等效电路图；

图6为本申请一实施例提供的通过均压单元均衡第一电平电压和第二电平电压的另一等效电路图；

图7为本申请一实施例提供的又一种升压电路的结构示意图；

图8为本申请一实施例提供的又一种升压电路的结构示意图；

图9为本申请一实施例提供的升压方法的流程示意图；

图10为本申请一实施例提供的均衡第一电平电压和第二电平电压的流程示意图。

具体实施方式

升压电路可以是boost升压电路，升压电路可以使输出电压高于输入电压，可参见图1，图1为常规的boost升压电路的结构示意图，该boost升压电路为对称三电平电路，对称三电平电路包括输入电源Vin~、电感线圈一L1~、电感线圈二L2~、开关一Q1~、开关二Q2~、电平一C1~、电平二C2~、电平三C3~、二极管一D1~、二极管二D2~、输出正极Bus+~和输出负极Bus-~。电平三C3~与输入电源Vin~并联，可为输入电源Vin~启动稳压和滤波的作用。电感线圈一L1~的第一端与输入电源Vin~的输入正极Pv+~相连，电感线圈一L1~的第二端与开关一Q1~的第一端相连，开关一Q1~的第二端与开关二Q2~的第一端相连，开关二Q2~的第二端与电感线圈二L2~的第一端相连，电感线圈二L2~的第二端与输入电源Vin~的输入负极Pv-~相连。电平一C1~的第一端与二极管一D1~的负极相连，二极管一D1~的正极与电感线圈一L1~的第二端相连。电平一C1~的第二端与电平二C2~的第一端相连，电平二C2~的第二端与二极管二D2~的正极相连，二极管二D2~的负极与电感线圈二L2~的第一端相连。输出正极Pv+~与电平一C1~的第一端相连，输出负极Pv-~与电平二C2~的第二端相连。

当开关一Q1~和开关二Q2~闭合时，输入电源Vin~放电，使电感线圈一L1~和电感线圈二L2~储能；当开关一或和开关二断开时，输入电源和已储能的电感线圈一、已储能的电感线圈二串联，使得输出正极和输出负极的电压大于输入电源的电压。

在该三电平对称电路中，由于输入负极和输出负极没有直接相连（输入负极和输出负极之间设置有电感线圈二L2~和二极管二D2~），导致升压电路的漏电流较大。输入负极和输出负极之间具有电感线圈二L2~，会增加升压电路的复杂度，进而增加了升压电路的成本。输入负极和输出负极不能共用防雷器，也会导致升压电路的使用成本增加。

鉴于此，本申请提供一种升压电路及升压方法，在该升压电路中，输入负极和输出负极可以直接相连，能够降低升压电路中的漏电流，输入负极和输出负极可共用防雷器，可以降低升压电路的使用成本。

下面结合本申请实施例中的附图对本申请的实施例进行描述。

请参见图2，图2为本申请一实施例提供的升压电路的结构示意图，升压电路包括输入电源Vin、蓄能单元11、升压控制单元12、电容单元13和输出单元。

其中，蓄能单元11用于储能，并可释放能量，升压控制单元12能控制蓄能单元11蓄能，升压控制单元12也可以控制蓄能单元11与输入电源Vin串联，当已蓄能的蓄能单元11与输入电源Vin串联时，可以给电容单元13充电，以使得输出单元的电压高于输入电源Vin的电压。

在本申请提供的实施例中，输入电源Vin包括输入正极Pv+和输入负极Pv-。输出单元包括输出正极Pv+和输出负极Pv-。所述电容单元13包括第一电平C1和第二电平C2。蓄能单元11包括第一电感器L1。

第一电感器L1的第一端与输入正极Pv+相连，第一电感器L1的第二端与升压控制单元12的第一端相连，升压控制单元12的第二端与输入负极Pv-相连。第一电平的第一端与所述第一电感器的第二端相连，第一电平的第二端与第二电平的第一端相连，第二电平的第二端与输入负极相连。

升压控制单元12动作时，输入电源通过升压控制单元12与第一电感器电连接，输入电源可以对第一电感器进行放电，使得第一电感器蓄能。

升压控制单元12动作还可以让已蓄能的蓄能单元11和输入电源串联，使得蓄能单元11和输入电源给电容单元13充电，如此，可使得电容单元13两端的电压高于输入电源的电压。可以理解地，电容单元13中第一电平和第二电平串联时，第一电平的电压和第二电平的电压之和等于电容单元13的电压。

在本申请提供的实施例中，输出正极与第一电平的第一端相连，输出负极和输入负极直接相连，第二电平的第二端也与输入负极相连。输出正极和输出负极之间的电压等于电容单元13的电压，当输出正极和输出负极连接负载时，电容单元13可以对负载进行放电。

在本申请提供的实施例中，所述均压单元14用于均衡第一电平和第二电平的电压，具体地，所述均压单元14可以使第一电平的电压等于第二电平的电压。

在本申请提供的实施例中，为了避免电容单元13的输出电流倒灌，第一电平的第一端与第一二极管D1的负极相连，第一二极管D1的正极与第一电感器的第二端相连。

在本申请提供的实施例中，升压电路可以实现升压的功能，且，输出负极与输入负极直接相连，可以降低升压电路中的漏电流，同时，输入负极和输出负极可以共用防雷器，可以降低升压电路的使用成本。

升压控制单元12具有闭合和断开两种状态，具体地，可将控制升压控制单元视为一个控制开关，当升压控制单元12处于断开状态时，升压控制单元12可能承担整个输入电源的电压或整个电容单元的电压，示例性地，当第一电感器没有蓄能时，输入电压的全部电压施加在升压控制单元12上，此时，升压控制单元12承载整个输入电源的电压。当第一电感器已经蓄能，输入电源和第一电感器串联的电压之和施加在升压控制单元12上，此时，升压控制单元12承载输出正极和输出负极之间的电压（电容单元13的电压）。当输入电源的电压较高时，升压控制单元12容易因过压而损坏。

在本申请提供的实施例，为避免升压控制单元12因过压而损坏，使升压控制单元12包括第一控制开关Q1和第二控制开关Q2，所述第一控制开关的第一端与所述第一电感器L1的第二端相连，所述第一控制开关的第二端与所述第二控制开关的第一端相连；所述第二控制开关的第二端与所述输入负极相连。第一控制开关和第二控制开关之间的中性点与第一电平和第二电平之间的中性点相连。

在本申请实施例中，所述第一控制开关和所述第二控制开关之间的中性点与第一电平和第二电平之间的中性点之间设置第二二极管D2；第二二极管的正极与所述第一控制开关和所述第二控制开关之间的中性点相连，第二二极管的负极与第一电平和第二电平之间的中性点相连。

在本申请提供的实施例中，利用第一控制开关和第二控制开关可以分散承担升压控制单元12承受的电压。由于第一控制开关和第二控制开关之间的中性点与第一电平和第二电平之间的中性点相连，当第一电感器没有蓄能，且第一控制开关和第二控制开关都处于断开状态时，第一控制开关承载输入电源一半的电压，第二控制开关承载输入电源一半的电压。当第一电感器储能，且第一控制开关和第二控制开关都处于断开状态时，第二控制开关承载输出单元一半的电压，其中，输出单元的电压等于电容单元13的电压。

当通过第一控制开关和第二控制开关控制输入电源放电，为第一电感器蓄能时，可以控制第一控制开关和第二控制开关同时从断开状态切换为闭合状态，但是，在控制第一控制开关和第二控制开关同时从断开状态切换为闭合状态的控制过程，可能存在延迟，而导致第二控制开关先于第一控制开关从断开状态切换为闭合状态，此时，第一控制开关承受整个输入电源的电压，若输入电源的电压较高，第一控制开关容易遭受损坏。为避免第二控制开关先于第一控制开关从断开状态切换为闭合状态，在输入电源为第一电感器蓄能时，参见图3，图3为本申请一实施例第一控制开关、第二控制开关的控制时序图，先控制第一控制开关从断开状态切换为闭合状态，再控制第二控制开关从断开状态切换为闭合状态,具体地，在T1时控制第一控制开关从断开状态切换为闭合状态，再在T2时控制第二控制开关从断开状态切换为闭合状态。示例性地，若第一电平的电压为U1，第二电平的电压为U2，输入电源的电压为Vin，输出单元的电压为Vout，U1=U2=0.5Vout；当Vout<2Vin时，控制第一控制开关先从断开状态切换为闭合状态，此时，由于Vin>0.5Vout, 第二二极管导通，处于断开状态的第二控制开关承载电压的点位为0.5Vout，可以理解的，此时，第二控制开关承载的电压小于输入电源的电压。当Vout>2Vin时，第一控制开关先从断开状态切换为闭合状态，第二二极管无法导通，第二控制开关承受整个输入电源的电压Vin，一般来说，升压电路中的Vout为预设值，第二控制开关承受的电压小于预设值的一半，此时，第二控制开关承受的电压也是可控的。例如，Vout为1500V，此时的Vin小于750V，采用1200V功率管的第二控制开关，可以保证升压电路正常可靠运行。

在控制第一控制开关和第二控制开关同时从闭合状态切换为断开状态时，若控制过程存在延迟，而导致第二控制开关晚于第一控制开关从闭合状态切换为断开状态，此时，第一控制开关承受整个输出单元的电压，若输出单元的电压较高，第一控制开关容易遭受损坏。为避免第二控制开关晚于第一控制开关从闭合状态切换为断开状态，先控制第一控制开关从闭合状态切换为断开状态，再控制第二控制开关从闭合状态切换为断开状态，参见图3，在T3时控制第一控制开关从闭合状态切换为断开状态，再在T4时控制第二控制开关从闭合状态切换为断开状态。示例性地，请参见图4，图4为本申请一实施例提供的另一升压电路的结构示意图，若第一电平的电压为U1，第二电平的电压为U2，输入电源的电压为Vin，输出单元的电压为Vout，U1=U2=0.5Vout；当Vout<2Vin时，控制第一控制开关先从闭合状态切换为断开状态，此时，由于Vin>0.5Vout, 第二二极管导通，处于断开状态的第二控制开关承载电压的点位为0.5Vout，可以理解的，此时，第二控制开关承载的电压小于输入电源的电压。当Vout>2Vin时，第一控制开关先从闭合状态切换为断开状态，第二二极管无法导通，第二控制开关承受整个输入电源的电压Vin，一般来说，升压电路中的Vout为预设值，第二控制开关承受的电压小于预设值的一半，此时，第二控制开关承受的电压也是可控的。例如，Vout为1500V，此时的Vin小于750V，采用1200V功率管的第二控制开关，可以保证升压电路正常可靠运行。

在本申请提供的实施例中，通过先控制第一控制开关从断开状态切换为闭合状态，再控制第二控制开关从断开状态切换为闭合状态，控制第一电感器蓄能，通过先控制第二控制开关从闭合状态切换为断开状态，再控制第一控制开关从断开状态切换为闭合状态，控制已蓄能的第一电感器放电。第一电感器的蓄能过程和第一电感器的放电过程中，第一控制开关和第二控制开关的连通时间不相同，可能会较难控制第一电平的电压和第二电平的电压，具体地，由于第一控制开关的连通时间长于第二控制开关的连通时间，当第一控制开关处于闭合状态，而第二控制开关处于断开状态时，输入电源与第一电感器串联，电流流经第一控制开关、第二二极管、第二电平和输入负极，此时形成了为第二电平进行充电的回路，会导致第二电平的电压高于第一电平的电压。

在本申请实施例中，通过均压单元14可以均衡第一电平和第二电平的电压，使得第一电平和第二电平的电压相等，均压单元14包括第三控制开关Q3、第四控制开关Q4和第二电感器L2；第三控制开关的第一端与第一电平的第一端相连，第三控制开关的第二端与所述第四控制开关的第一端相连，第四控制开关的第二端与所述第二电平的第二端相连；所述第二电感器的第一端与所述第一电平和所述第二电平之间的中性点相连，所述第二电感器的第二端与所述第三控制开关和所述第四控制开关之间的中性点相连。

通过均压单元14在均衡第一电平和第二电平的电压时，请参见图5和图6，图5为本申请一实施例提供的通过均压单元均衡第一电平电压和第二电平电压的一等效电路图，图6为本申请一实施例提供的通过均压单元均衡第一电平电压和第二电平电压的另一等效电路图，倘若第二电平的电压U2大于第一电平的电压U1，且第二电平与第一电平的差值大于第一预设阀值，可以控制第三控制开关断开、第四控制开关闭合，此时第二电平进行放电，使得第二电感器蓄能，待第二电感器蓄能完成后，使第三控制开关闭合，第四控制开关断开，利用已蓄能的第二电感器为第一电平进行充电，最终使得第一电平和第二电平的电压相等或接近相等，其中接近相等指的是，当第二电平的电压大于第一电平的电压时，第二电平的电压U2和第一电平的电压U1的差值小于第一预设阀值，当第二电平的电压小于第一电平的电压时，第一电平的电压U1与第二电平的电压U2的差值小于第二预设阀值，其中，第一预设阀值和第二预设阀值可以相等，也可以不等。在本申请提供的实施例中，所述第三控制开关可以为第三二极管D3，具体地，第三二极管的正极与第二电感器的第二端相连，第三二极管的负极与第一电平的第一端相连。第四控制开关可以是第四二极管D4，第四二极管的正极与第二电感器的第二端相连，第四二极管管的负极与第二电平的第二端相连。

在一种可能的实现方式中，请参见图7，图7为本申请一实施例提供的又一种升压电路的结构示意图。升压电路还可以包括第三电平C3、第四电平C4和逆变电路，所述第三电平的第一端与所述第一电平的第一端相连；所述第三电平的第二端与所述第四电平的第一端相连，所述第四电平的第二端与所述第二电平的第二端相连。

当第三电平的电压和第四电平的电压的差值较大时，可以通过逆变电路均衡第三电平和第四电平的电压。

在另一种可能的实现方式中，请参见图8，图8为本申请一实施例提供的又一种升压电路的结构示意图。所述升压电路可以包括第三电平C3、第四电平C4和连接导线，所述第三电平C3的第一端与所述第三控制开关Q3的第一端相连；所述第三电平C3的第二端与所述第四电平C4的第一端相连，所述第四电平C4的第二端与所述第四控制开关Q4的第二端相连，所述连接导线的第一端与所述第二电感器的第一端相连,可以理解的，所述连接导线的第一端与第一电平和第二电平的中性点Bus_N1相连，所述连接导线的第二端与所述第三电平和所述第四电平之间中性点Bus_N2相连。当第三电平的电压和第四电平的电压的差值较大时，可以通过均压单元14均衡第三电平和第四电平的电压。

示例性地，若第四电平的第四电压值大于第三电平的第三电压值，且所述第四电压值与所述第三电压值之差大于第三预设阀值时，控制所述第三控制开关断开、所述第四控制开关闭合，使所述第四电平放电，让所述第二电感器蓄能；控制所述第四控制开关断开、所述第三控制开关闭合，让已蓄能的所述第二电感器放电，给所述第三电平充电；最终使得第四电平的第四电压值与第三电平的第三电压值的差值小于第三预设阀值（第四电平的电压大于第三电平的电压），或者，使第三电平的第三电压值和第四电平的第四电压值的差值小于第四预设阈值（第四电平的电压小于第三电平的电压）。

倘若所述第三电压值大于所述第四电压值，且所述第三电压值与所述第四电压值之差大于第四预设阀值时，控制所述第四控制开关断开、所述第三控制开关闭合，使所述第三电平放电，让所述第二电感器蓄能；控制所述第三控制开关断开、所述第四控制开关闭合，让已蓄能的所述第二电感器放电，给所述第四电平充电；最终使得第三电平的电压与第四电平的电压的差值小于第四预设阀值（第三电平的电压大于第四电平的电压），或者，使第四电平的电压和第三电平的电压的差值小于第三预设阈值（第四电平的电压大于第三电平的电压）。

本申请实施例还提供一种升压方法，所述升压方法应用于升压电路中，所述升压方法可以处理器执行，处理器通过脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）控制升压控制单元12动作，请参见图9，图9为本申请一实施例提供的升压方法的流程示意图；所述升压方法包括但不限于以下步骤：

S101，控制所述升压控制单元动作，使所述输入电源放电，并让所述第一电感器蓄能。

具体地，升压控制单元12具有闭合和断开两种状态，当控制所述升压控制单元12闭合时，输入电源和第一电感器形成回路，输入电源放电，并使得第一电感器蓄能。

S102，控制所述升压控制单元动作，使得所述输入电源与已蓄能的所述第一电感器串联，给串联的所述第一电平、所述第二电平充电，进而使所述输出正极和所述输出负极之间的电压大于所述输入电源的电压。

具体地，当控制升压控制单元12断开时，所述输入电源与已蓄能的所述第一电感器串联，共同给第一电平、第二电平充电，此时，第一电平的电压和第二电平和电压之和大于输入电源的电压，由于，输出正极与第一电平的第一端直接相连，输出负极与第二电平的第二端相连，输出正极和输出负极之间的电压等于第一电平和第二电平的电压之和。

所述控制所述升压控制单元12动作，使所述输入电源放电，并让所述第一电感器蓄能，包括：

先控制第一控制开关从断开状态切换到闭合状态，再控制第二控制开关从断开状态切换到闭合状态。

示例性地，若第一电平的电压为U1，第二电平的电压为U2，输入电源的电压为Vin，输出单元的电压为Vout，U1=U2=0.5Vout；当Vout<2Vin时，控制第一控制开关先从闭合状态切换为断开状态，此时，由于Vin>0.5Vout, 第二二极管导通，处于断开状态的第二控制开关承载电压的点位为0.5Vout，可以理解的，此时，第二控制开关承载的电压小于输入电源的电压。当Vout>2Vin时，第一控制开关先从闭合状态切换为断开状态，第二二极管无法导通，第二控制开关承受整个输入电源的电压Vin，一般来说，升压电路中的Vout为预设值，第二控制开关承受的电压小于预设值的一半，此时，第二控制开关承受的电压也是可控的。例如，Vout为1500V，此时的Vin小于750V，采用1200V功率管的第二控制开关，可以保证升压电路正常可靠运行。

所述控制所述升压控制单元12动作，使得所述输入电源与已蓄能的所述第一电感器串联，给串联的所述第一电平、所述第二电平充电，包括：

先控制第二控制开关从闭合状态切换到断开状态，再控制第一开关从闭合状态切换到断开状态。

示例性地，若第一电平的电压为U1，第二电平的电压为U2，输入电源的电压为Vin，输出单元的电压为Vout，U1=U2=0.5Vout；当Vout<2Vin时，控制第一控制开关先从闭合状态切换为断开状态，此时，由于Vin>0.5Vout, 第二二极管导通，处于断开状态的第二控制开关承载电压的点位为0.5Vout，可以理解的，此时，第二控制开关承载的电压小于输入电源的电压。当Vout>2Vin时，第一控制开关先从闭合状态切换为断开状态，第二二极管无法导通，第二控制开关承受整个输入电源的电压Vin，一般来说，升压电路中的Vout为预设值，第二控制开关承受的电压小于预设值的一半，此时，第二控制开关承受的电压也是可控的。例如，Vout为1500V，此时的Vin小于750V，采用1200V功率管的第二控制开关，可以保证升压电路正常可靠运行。

在本申请提供的实施例中，在控制升压电路进行升压的过程中，由于控制第一控制开关和第二控制开关的连通时序不相同，容易使第一电平的电压和第二电平的电压相差较大。本申请为了均衡第一电平和第二电平的电压，请参见图10，图10为本申请一实施例提供的均衡第一电平电压和第二电平电压的流程示意图；所方法采用如下步骤：

S201，采集所述第一电平的第一电压值和所述第二电平的第二电压值；

S202，当所述第二电压值大于所述第一电压值，且所述第二电压值与所述第一电压值之差大于第一预设阀值时，控制所述第三控制开关断开、所述第四控制开关闭合，使所述第二电平放电，让所述第二电感器蓄能；控制所述第四控制开关断开、所述第三控制开关闭合，让已蓄能的所述第二电感器放电，给所述第一电平充电；

S203，当所述第一电压值大于所述第二电压值，且所述第一电压值与所述第二电压值之差大于第二预设阀值时，控制所述第四控制开关断开、所述第三控制开关闭合，使所述第一电平放电，让所述第二电感器蓄能；控制所述第三控制开关断开、所述第四控制开关闭合，让已蓄能的所述第二电感器放电，给所述第二电平充电。

在本申请提供的实施例中，升压电路可能还包括第三电平和第四电平，为均衡第三电平和第四电平的电压，本申请采用如下步骤：

采集所述第三电平的第三电压值和所述第四电平的第四电压值；

当所述第四电压值大于所述第三电压值，且所述第四电压值与所述第三电压值之差大于第三预设阀值时，控制所述第三控制开关断开、所述第四控制开关闭合，使所述第四电平放电，让所述第二电感器蓄能；控制所述第四控制开关断开、所述第三控制开关闭合，让已蓄能的所述第二电感器放电，给所述第三电平充电；

当所述第三电压值大于所述第四电压值，且所述第三电压值与所述第四电压值之差大于第四预设阀值时，控制所述第四控制开关断开、所述第三控制开关闭合，使所述第三电平放电，让所述第二电感器蓄能；控制所述第三控制开关断开、所述第四控制开关闭合，让已蓄能的所述第二电感器放电，给所述第四电平充电。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种升压电路，其特征在于，所述升压电路包括输入电源、第一电感器、升压控制单元、第一电平、第二电平、均压单元、输出正极和输出负极，所述输入电源包括输入正极和输入负极；

所述第一电感器的第一端与所述输入正极相连，所述第一电感器的第二端与所述升压控制单元的第一端相连，所述升压控制单元的第二端与所述输入负极相连；

所述第一电平的第一端与所述第一电感器的第二端相连，所述第一电平的第二端与所述第二电平的第一端相连，所述第二电平的第二端与所述输入负极相连；

所述输出正极与所述第一电平的第一端相连；

所述输出负极和所述输入负极直接相连；

所述均压单元用于均衡所述第一电平和所述第二电平的电压。

2.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，所述升压控制单元包括第一控制开关和第二控制开关，所述第一控制开关的第一端与所述第一电感器的第二端相连，所述第一控制开关的第二端与所述第二控制开关的第一端相连；所述第二控制开关的第二端与所述输入负极相连；所述第一控制开关和所述第二控制开关之间的中性点与所述第一电平和所述第二电平之间的中性点相连。

3.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，所述均压单元包括第三控制开关、第四控制开关和第二电感器；

所述第三控制开关的第一端与第一电平的第一端相连，所述第三控制开关的第二端与所述第四控制开关的第一端相连，所述第四控制开关的第二端与所述第二电平的第二端相连；

所述第二电感器的第一端与所述第一电平和所述第二电平之间的中性点相连，所述第二电感器的第二端与所述第三控制开关和所述第四控制开关之间的中性点相连。

4.如权利要求1所述的升压电路，其特征在于，所述升压电路还包括第三电平和第四电平，所述第三电平的第一端与所述第一电平的第一端相连；所述第三电平的第二端与所述第四电平的第一端相连，所述第四电平的第二端与所述第二电平的第二端相连。

5.如权利要求3所述的升压电路，其特征在于，所述升压电路还包括第三电平、第四电平和连接导线，所述第三电平的第一端与所述第三控制开关的第一端相连；所述第三电平的第二端与所述第四电平的第一端相连，所述第四电平的第二端与所述第四控制开关的第二端相连，所述连接导线的第一端与所述第二电感器的第一端相连，所述连接导线的第二端与所述第三电平和所述第四电平之间中性点相连。

6.如权利要求4或5所述的升压电路，其特征在于，所述升压电路还包括逆变电路，所述逆变电路用于均衡所述第三电平和所述第四电平的电压。

7.一种升压方法，其特征在于，所述升压方法应用于升压电路中，所述升压电路包括输入电源、第一电感器、升压控制单元、第一电平、第二电平、均压单元、输出正极和输出负极，所述输入电源包括输入正极和输入负极；

所述第一电感器的第一端与所述输入正极相连，所述第一电感器的第二端与所述升压控制单元的第一端相连，所述升压控制单元的第二端与所述输入负极相连；

所述第一电平的第一端与所述第一电感器的第二端相连，所述第一电平的第二端与所述第二电平的第一端相连，所述第二电平的第二端与所述输入负极相连；

所述输出正极与所述第一电平的第一端相连；

所述输出负极和所述输入负极直接相连；

所述均压单元用于均衡所述第一电平和所述第二电平的电压；

所述升压方法包括：

控制所述升压控制单元动作，使所述输入电源放电，并让所述第一电感器蓄能；

控制所述升压控制单元动作，使得所述输入电源与已蓄能的所述第一电感器串联，给串联的所述第一电平、所述第二电平充电，进而使所述输出正极和所述输出负极之间的电压大于所述输入电源的电压。

8.如权利要求7所述的升压方法，其特征在于，所述升压控制单元包括第一控制开关和第二控制开关，所述第一控制开关的第一端与所述第一电感器的第二端相连，所述第一控制开关的第二端与所述第二控制开关的第一端相连；所述第二控制开关的第二端与所述输入负极相连；所述第一控制开关和所述第二控制开关之间的中性点与所述第一电平和所述第二电平之间的中性点相连；

所述控制所述升压控制单元动作，使所述输入电源放电，并让所述第一电感器蓄能，包括：

先控制第一控制开关从断开状态切换到闭合状态，再控制第二控制开关从断开状态切换到闭合状态；

所述控制所述升压控制单元动作，使得所述输入电源与已蓄能的所述第一电感器串联，给串联的所述第一电平、所述第二电平充电，包括：

先控制第二控制开关从闭合状态切换到断开状态，再控制第一开关从闭合状态切换到断开状态。

9.如权利要求7或8所述的升压方法，其特征在于，所述均压单元包括第三控制开关、第四控制开关和第二电感器；

所述第三控制开关的第一端与所述第一电平的第一端相连，所述第三控制开关的第二端与所述第四控制开关的第一端相连，所述第四控制开关的第二端与所述第二电平的第二端相连；

所述第二电感器的第一端与所述第一电平和所述第二电平之间的中性点相连，所述第二电感器的第二端与所述第三控制开关和所述第四控制开关之间的中性点相连；

所述升压方法还包括：

采集所述第一电平的第一电压值和所述第二电平的第二电压值；

当所述第二电压值大于所述第一电压值，且所述第二电压值与所述第一电压值之差大于第一预设阀值时，控制所述第三控制开关断开、所述第四控制开关闭合，使所述第二电平放电，让所述第二电感器蓄能；控制所述第四控制开关断开、所述第三控制开关闭合，让已蓄能的所述第二电感器放电，给所述第一电平充电；

当所述第一电压值大于所述第二电压值，且所述第一电压值与所述第二电压值之差大于第二预设阀值时，控制所述第四控制开关断开、所述第三控制开关闭合，使所述第一电平放电，让所述第二电感器蓄能；控制所述第三控制开关断开、所述第四控制开关闭合，让已蓄能的所述第二电感器放电，给所述第二电平充电。

10.如权利要求9所述的升压方法，其特征在于，所述升压电路还包括第三电平、第四电平和连接导线，所述第三电平的第一端与所述第三控制开关的第一端相连；所述第三电平的第二端与所述第四电平的第一端相连，所述第四电平的第二端与所述第四控制开关的第二端相连，所述连接导线的第一端与所述第二电感器的第一端相连，所述连接导线的第二端与所述第三电平和所述第四电平之间中性点相连；

所述升压方法还包括：

采集所述第三电平的第三电压值和所述第四电平的第四电压值；

当所述第四电压值大于所述第三电压值，且所述第四电压值与所述第三电压值之差大于第三预设阀值时，控制所述第三控制开关断开、所述第四控制开关闭合，使所述第四电平放电，让所述第二电感器蓄能；控制所述第四控制开关断开、所述第三控制开关闭合，让已蓄能的所述第二电感器放电，给所述第三电平充电；

当所述第三电压值大于所述第四电压值，且所述第三电压值与所述第四电压值之差大于第四预设阀值时，控制所述第四控制开关断开、所述第三控制开关闭合，使所述第三电平放电，让所述第二电感器蓄能；控制所述第三控制开关断开、所述第四控制开关闭合，让已蓄能的所述第二电感器放电，给所述第四电平充电。

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