Re-visiting naturally balanced average capacitor voltages in multilevel DC-DC converters

2017

Закрытый доступ Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.1109/cpe.2017.7915233
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Capacitor natural voltage balancing in multilevel converters is a potentially attractive feature because it does not require capacitor voltage measurement and balancing control effort. The paper addresses DC-DC step-down Flying Capacitor Converter average balanced capacitor voltages for inductance dominated LR-loads (or resistive LC-filtered ones). Capacitor voltage unbalances, or offsets compared to their expected theoretical balanced values, impose overstress on semiconductor devices and compromise output voltage quality. It is demonstrated that the unbalance problem may practically occur for 3 flying capacitor converters for relatively small resistance of inductance dominated LR-load when using modulation strategies different from classic carrier-based phase-shifted lead and lag ones. Motivation for such strategies may be improving natural balancing dynamics rate. Symbolic time domain analysis is carried out for a demo case of a three capacitor DC-DC step-down converter in a small parameter approximation. Average capacitor voltage offset expressions clearly demonstrate the dependences on load parameters and capacitances for different switching sequences.