CN102804572A - 用于控制升压转换器的输出电压的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制由串联连接的n个桥接器件构成的升压转换器的输出电压的方法，每个桥接器件由多个开关以及电容器构成，所述开关由被分解成时间间隔的周期性模式控制。在第一周期性模式和至少一个第二周期性模式的每个时间间隔内，对于i从1到n，每第i个桥接器件的输入与输出之间的电压等于零值、或者整数ki乘以第一正值和至少一个第二正值、或者负的所述数ki乘以第一正值和至少一个第二正值，并且在至少一个第三周期性模式的每个时间间隔内，对于i从1到n，每第i个桥接器件的输入与输出之间的电压等于零值、或者整数pi乘以至少一个第三正值、或者负的所述数pi乘以至少一个第三正值，至少一个数ki不同于数pi。

Description

用于控制升压转换器的输出电压的方法和设备
本发明总体上涉及用于控制升压转换器的输出电压的方法和设备。
传统的DC/DC转换器使用电感器以便将直流电从第一电压转换到可能大于或小于第一电压的第二电压。
电感器被用于以磁场（电流）的形式存储能量，以及它们具有许多缺点。电感器重，它们的成本相对较大，这是因为它们主要由铜材料构成。
已经提出了开关与电容器的组合以便替代电感器。
举例来说，电荷泵（也被称作由多个桥接器件构成的DC/DC转换器或升压转换器）使用电容器作为能量存储元件。与还使用电感器作为能量存储元件的电感性开关DC/DC转换器相比，电荷泵提供使其对于特定终端用户应用具有吸引力的独特特征。
当操作在连续电流模式（CCM）时，升压转换器按照比r=Vout/Vin=1/(1-D)来增大输入的电压，其中D是升压转换器的主开关的占空比（在0与1之间）。
常规升压转换器与由多个桥接器件构成的升压转换器之间的主要差异依赖于下述事实：后者只能实现电压升压比的一些离散值。
举例来说，在光伏应用中，大的输入电压变化对于由多个桥接器件构成的升压转换器来说可能是不可接受的，这是因为由太阳能模块提供的功率无法被保持到对应于最优输入电压电平的最大功率值。
本发明旨在提供一种由多个桥接器件构成的升压转换器，其能够利用大量电压升压比来工作。
为此，本发明涉及一种用于控制由串联连接的n个桥接器件构成的升压转换器的输出电压的方法，每个桥接器件由多个开关以及电容器构成，所述开关由至少三个周期性模式中的一个第一周期性模式控制，每个周期性模式被分解成时间间隔，其特征在于，在第一周期性模式和至少一个第二周期性模式的每个时间间隔内，对于i从1到n，每第i个桥接器件的输入与输出之间的电压等于零值、或者整数ki乘以第一正值和至少一个第二正值、或者负的所述数ki乘以第一正值和至少一个第二正值，并且在至少一个第三周期性模式的每个时间间隔内，对于i从1到n，每第i个桥接器件的输入与输出之间的电压等于零值、或者整数pi乘以至少一个第三正值、或者负的所述数pi乘以至少一个第三正值，至少一个数ki不同于数pi，
其中，所述方法包括以下步骤：
- 检测到必须选择周期性模式；
- 选择一个周期性模式；
- 根据所选周期性模式控制所述开关。
本发明还涉及一种用于控制由串联连接的n个桥接器件构成的升压转换器的输出电压的设备，每个桥接器件由多个开关以及电容器构成，所述开关由至少三个周期性模式中的一个第一周期性模式控制，每个周期性模式被分解成时间间隔，其特征在于，在第一周期性模式和至少一个第二周期性模式的每个时间间隔内，对于i从1到n，每第i个桥接器件的输入与输出之间的电压等于零值、或者整数ki乘以第一正值和至少一个第二正值、或者负的所述数ki乘以第一正值和至少一个第二正值，并且在至少一个第三周期性模式的每个时间间隔内，对于i从1到n，每第i个桥接器件的输入与输出之间的电压等于零值、或者整数pi乘以至少一个第三正值、或者负的所述数pi乘以至少一个第三正值，至少一个数ki不同于数pi，
其中，用于控制输出电压的所述设备包括：
- 用于检测到必须选择周期性模式的装置；
- 用于选择一个周期性模式的装置；
- 用于根据所选周期性模式控制所述开关的装置。
因此，由n个桥接器件构成的升压转换器可以将其输入和输出功率电平适配到数目灵活的输入和输出电压电平。
此外，可以实现许多转换升压比。
根据一个特定特征，所述检测到必须选择周期性模式是通过检查第一周期性模式是否提供低于第一阈值或高于第二阈值的输出电压值来执行的。
因此，可以把由n个桥接器件构成的升压转换器的输出电压保持在所期望的输出电压值范围内，并且可以把所述输出电压值范围容易地适配于消耗由n个桥接器件构成的升压转换器所递送的功率的负载端子的需求。
根据一个特定特征，如果所述第三周期性模式所提供的输出电压值高于第一阈值且低于第二阈值，并且与提供高于第一阈值且低于第二阈值的所述或每个第二周期性模式所提供的输出电压相比更接近预期输出电压值，则所选周期性模式是一个第三周期性模式。
因此，即使在没有与第一模式具有相同ki值的周期性模式能够提供处于范围内的电压的情况下，通过使用第三周期性模式，也可以把由n个桥接器件构成的升压转换器的输出电压保持在范围内。
此外，如果与第一模式具有相同ki值的一个周期性模式可以提供处于范围内但是与预期电压值的距离较大的电压，则可以利用第三周期性模式提供处于范围内并且与预期值更接近的电压值。
根据一个特定特征，如果所述第二周期性模式所提供的输出电压值高于第一阈值、低于第二阈值并且与至少一个第三周期性模式所提供的一个或多个电压至少一样接近预期输出电压值，则所选周期性模式是一个第二周期性模式。
因此，可以把由n个桥接器件构成的升压转换器的输出电压保持在范围内，而不必使用具有不同于ki值的至少一个pi值的周期性模式。将需要对于桥接电容器的较少充电/放电来收敛到由第三周期性模式所提供的电压。与本将选择一个第三周期性模式的情况相比，将以缩短的时间执行周期性模式之间的转变。
根据一个特定特征，预期电压值等于第二阈值。
因此，可以在处于范围内的同时实现最大输出电压，从而优化消耗由n个桥接器件构成的升压转换器所递送的功率的负载端子的效率。
根据一个特定特征，一个桥接器件的输入与输出之间的电压在每个周期性模式的各时间间隔内的总和等于零值。
因此，在一个周期性模式内，由诸如光伏模块之类的恒流源所递送的电流在每个周期性模式内对各桥接器件的电容器均等地充电及放电，并且在采用恒流源的情况下，各电容器的电压是稳定的并且不放电。
根据一个特定特征，第一个桥接器件被连接到由n个桥接器件构成的升压转换器所升压的电源的端子之一，并且最后一个桥接器件的开关之一被连接到由n个桥接器件构成的升压转换器所升压的电源的另一个端子，或者第一个桥接器件被连接到由n个桥接器件构成的升压转换器所升压的电源的端子之一，并且由n个桥接器件构成的升压转换器还包括至少一个开关，其被连接到最后一个桥接器件并且被连接到由n个桥接器件构成的升压转换器所升压的电源的另一个端子。
因此，连接到由n个桥接器件构成的升压转换器所升压的电源的另一个端子的所述开关充当常规升压转换器的开关。当所述开关闭合时，由n个桥接器件构成的升压转换器在其电容器中累积电荷，随后当所述开关打开时，所述电荷被放电到输出端子。
根据一个特定特征，对于所述周期性模式的时间间隔的第一子集中的任何时间间隔，连接到由n个桥接器件构成的升压转换器所升压的电源的另一个端子的所述开关在第一子集的各时间间隔期间导通，并且各桥接器件的输入与输出之间的电压在第一子集的各时间间隔期间的总和等于整数Kp乘以第一正值。
因此，输入电压可以取输出电压乘以Kp并且除以N的值，其中N是所选周期性模式中的主开关导通的时间间隔的数目。
根据一个特定特征，对于一个周期性模式的时间间隔的第二子集中的任何时间间隔，连接到由n个桥接器件构成的升压转换器所升压的电源的另一个端子的所述开关在第二子集的各时间间隔期间不导通，并且各桥接器件的输入与输出之间的电压在第二子集的各时间间隔期间的总和等于负的非零整数P乘以第一正值。
因此，输入电压可以取输出电压乘以(N-P)并且除以N的值，其中N是所选周期性模式中的主开关不导通的时间间隔的数目。
根据一个特定特征，时间间隔的第一子集包括Kp个时间间隔，第二子集包括P个时间间隔，并且数Kp等于所述周期性模式的时间间隔数目减去数P。
因此，在所述周期性模式的所有时间间隔内，输入电压可以取输出电压乘以N-P并且除以N的值，并且由n个桥接器件构成的升压转换器可以执行等于N除以N-P的升压比，其中N和P可以被灵活选择以便实现所期望的升压比。
结果，利用由n个桥接器件构成的升压转换器所能实现的升压比的数目增大很多。随着升压比数目的增大，于是更容易实现对输出电压的调节。
根据一个特定特征，由n个桥接器件输入构成的升压转换器的输入被连接到输入电压源，并且由周期性模式提供的电压等于输入电压源的电压乘以N除以N-P。
因此，确定由每个周期性模式提供的电压就非常简单，并且简化了选择周期性模式的步骤。
根据一个特定特征，每个第一、第二和第三正值分别等于输入电压值除以每个第一、第二和第三周期性模式的数N减去数P。
因此可以容易地从输入电压电平确定所述正值。
根据一个特定特征，由n个桥接器件构成的升压转换器的输入被连接到输入光伏源，并且由周期性模式提供的电压等于光伏源的最大功率点乘以N除以N-P。
因此，确定由每个周期性模式提供的电压就非常简单，并且简化了选择周期性模式的步骤。
根据一个特定特征，所述升压转换器由3个桥接器件构成，并且k1等于2，k2等于3，以及k3等于4，p1等于1，p2等于2，p3等于4。
因此，第一周期性模式可以被设计成使得各桥接器件的输入与输出之间的电压在每个时间间隔期间的总和能够被布置成是由包括在9与-9之间的任何整数乘以第一正值。
此外。有可能受益于第一周期性模式的10:1和10:9的非常高和非常低的升压比，以及许多第三周期性模式的升压比。由3个桥接器件构成的升压转换器的适用范围得以扩展。
根据一个特定特征，时间间隔的数目是包括在5到10之间的整数。
因此，由3个桥接器件构成的升压转换器可以执行等于10/1和10/9的升压比。利用升压转换器所能实现的升压比的数目增加了两个。升压比的范围从[0.875 8]被扩展到[0.9 10]。
通过阅读下面对示例实施例的描述，本发明的特征将更清楚地呈现出来，所述描述是参照附图进行的，其中：
图1a是由3个桥接器件构成的升压转换器的第一实例；
图1b是由3个桥接器件构成的升压转换器的第二实例；
图2表示包括升压转换器的器件的实例；
图3a表示一个表格，该表格表示当k1等于2、k2等于3并且k3等于4时根据本发明的可以由第一周期性模式或至少一个第二周期性模式提供的不同升压比；
图3b表示一个表格，该表格表示当p1等于1、p2等于2并且p3等于4时根据本发明的可以由至少一个第三周期性模式提供的不同升压比；
图4a表示一个表格，该表格表示由3个桥接器件构成的升压转换器的第一实例的各开关的开关状态，以便在由3个桥接器件构成的升压转换器的各桥上获得不同电压；
图4b表示一个表格，该表格表示由3个桥接器件构成的升压转换器的第二实例的各开关的开关状态，以便在由3个桥接器件构成的升压转换器的各桥上获得不同电压；
图5a和5b是为了在第一周期性模式或至少一个第二周期性模式被分解成10个时间间隔时具有不同升压比的、由3个桥接器件构成的升压转换器的各桥上的电压值的实例；
图6a到6d是为了在第一周期性模式或至少一个第二周期性模式被分解成8个时间间隔时具有不同升压比的、由3个桥接器件构成的升压转换器的各桥上的电压值的实例；
图7a和7b是为了在第一周期性模式或至少一个第二周期性模式被分解成7个时间间隔时具有不同升压比的、由3个桥接器件构成的升压转换器的各桥上的电压值的实例；
图8a和8b是为了在第一周期性模式或至少一个第二周期性模式被分解成6个时间间隔时具有不同升压比的、由3个桥接器件构成的升压转换器的各桥上的电压值的实例；
图9a到9d是为了在第一周期性模式或至少一个第二周期性模式被分解成5个时间间隔时具有不同升压比的、由3个桥接器件构成的升压转换器的各桥上的电压值的实例；
图10a和10b是为了在选择至少一个第三周期性模式时具有不同升压比的、由3个桥接器件构成的升压转换器的各桥上的电压值的实例；
图11是根据本发明的用于确定必须为由3个桥接器件构成的升压转换器选择哪个周期性模式的算法的实例。
图1a是由3个桥接器件构成的升压转换器的第一实例。
由3个桥接器件构成的升压转换器也被称作无电抗器升压转换器，其在这里被称作RLBC升压转换器。
在图1a中，3个比特或桥接器件B1、B2和B3被示出并被串联连接；第三个比特B3被连接到输出级。
这里必须注意，桥接器件的数目可以低于或高于3个。
基本上，常规DC/DC升压转换器的电感器被串联连接的“n”个桥接器件替代。如图1a中所示，每个桥接器件由4个开关以及电容器构成。这里必须注意，两个开关可以采取充当开关的二极管的形式。这种单独的桥结构也被称作“比特”。由3个桥接器件构成的升压转换器还包含输出级，所述输出级包括二极管D4和开关S4。
比特B1由两个二极管D11和D12、两个开关S11和S12以及一个电容器C1构成。
比特B2由两个二极管D21和D22、两个开关S21和S22以及一个电容器C2构成。
比特B3由两个二极管D31和D32、两个开关S31和S32以及一个电容器C3构成。
输出级还被连接到电容器CL。
对于i=1、2或3的每个比特Bi，二极管Di1的阳极被链接到开关Si1的第一端子。Di1的阴极被链接到开关Si2的第一端子并且被链接到电容器Ci的正端子。开关Si1的第二端子被链接到电容器Ci的负端子并且被链接到二极管Di2的阳极。二极管Di2的阴极被链接到开关Si2的第二端子。
例如光伏元件PV之类的DC电提供装置提供输入电压Vin。DC电提供装置的正端子被连接到二极管D11的阳极。
二极管D12的阴极被连接到二极管D21的阳极。
二极管D22的阴极被连接到二极管D31的阳极。
二极管D32的阴极被链接到开关S4的第一端子并且被链接到二极管D4的阳极。D4的阴极被链接到电容器CL的正端子。开关S4的第二端子被链接到电容器CL的负端子并且被链接到DC电提供装置的负端子。
电容器CL上的电压等于Vout。
B1的输入与输出之间的电压差被称作Vb1，B2的输入与输出之间的电压差被称作Vb2，并且B3的输入与输出之间的电压差被称作Vb3。
C1中的电压差被称作Vc1，C2中的电压差被称作Vc2，并且C3中的电压差被称作Vc3。
常规升压转换器与RLBC之间的主要差别依赖于下述事实：后者只能实现电压升压比（从而还有占空比D的值，其中比=1/(1-D)）的一些离散值，所述离散值取决于可用“比特”的数目。
在传统上，升压比的离散值的该数目遵循以下法则：
nratios=2n
其中，“nratios”是可能的升压比（或占空比）的总数，以及“n”是串联连接的比特的数目。
根据现有技术，在每个比特中施加的电压值遵循以下法则：
[Vc1:Vc2:Vcn]=[1:2: . . . 2(n-1)]Vout/2n
其中，“Vout”是经升压的输出电压。按照类似的方式，可能的比以及从而还有占空比（D）遵循以下法则：
ratioi=2n/(2n-j)，i=1,2, . . . ,nratios并且j=i-1
Di=1-1/ratioi，i=1,2, . . . ,nratios
最后，为了获得恒定的输出电压，有可能具有“nratios”个不同的输入电压，其将遵循以下法则：
Vin=Vout/ratioi，i=1,2, . . . nratios
为了确保转换器的正确操作，对于所有这些“nratios”种可能性，遵循以下关系：
Figure 874904DEST_PATH_IMAGE001
。
对于图1的n=3个比特的情况，[Vc1:Vc2:Vc3]=[1:2:4]Vref= [1:2:4]Vout/8。
每个桥Bi的各开关的开关模式被定义以便在该桥的连接器处提供等于+Vci、-Vci或0的电压Vbi，其中Vci是电容器Ci的电压。此外，每个比特Bi的开关模式在时间上被定义为主开关周期T=1/f的一连串的2n个相等的子周期ΔT。利用提供[1:2:4]乘法因数的周期性模式工作的RLBC具有几个缺点。
在这种情况下，只能够实现“2n”个可能的离散比/占空比。对于n=3个比特的情况，只可能有8个不同的升压比。因此，对输出电压的调节变得难以实现。由于无法平滑地选择占空比，因此对于给定的输入电压范围，必须在相当大的范围内对输出电压进行调节。然而，对于诸如逆变器之类的特定应用来说，升压转换器的输出电压范围不能为大的。
Vci电压是对于每个离散占空比确定性地定义的（Vci=2i-1 *Vout/8）。这在设计具有额定为最大电压电平的组件的功率电路方面就没有留下灵活性。选择具有高额定电压电平的组件可能会增加电路的成本，并且还可能增加组件的开关功率损耗。
每个电容器的充电和放电模式对于给定占空比是固定的，并且在各电容器之间是不同的，从而有时导致经过每个比特的RMS电流电平的高电平。电流的高RMS电平通常缩短电容器的寿命。
本发明旨在增加不同升压比的数目。
本发明对于由多个比特（例如3个比特B1、B2和B3）构成的RLBC提出新的开关控制模式，其中当所选周期性模式是至少一个第二周期性模式或至少一个第三周期性模式时，比特的至少一个电容器的电压值可以是不同的。举例来说，对于由3个比特构成的RLBC，如果所选周期性模式是至少一个第二周期性模式，则[Vc1:Vc2:Vc3]可以等于[2:3:4]Vref，并且如果所选周期性模式是至少一个第三周期性模式，则[Vc1:Vc2:Vc3]可以等于[1:2:4]Vref。
现在定义RLBC电路的开关命令法则。基本上，每个比特电压Vb1 . . . Vb3被如下表示为时间的函数：
其中，Λ(t)表示时间间隔宽度ΔT的阶跃函数。至于开关的控制命令法则，根据以下法则，在第j个时间间隔Tj中，Si1、Si2可以在{0;1}中取值，电压Vbij在{-Vci,0;Vci}中取值：
Figure 1309DEST_PATH_IMAGE003
当开关Si1j和Si2在第j个时间间隔Tj中处于接通（ON）状态或导通状态时，Si1j和Si2j等于1，并且当开关Si1j和Si2在第j个时间间隔Tj中处于关断（OFF）状态或不导通状态时，Si1j和Si2j等于零值。
进一步假设Vbi被定义为整数个参考电压数目，则得到以下等式：
Figure 775230DEST_PATH_IMAGE004
如果现在在导通模式（S4=1）下应用RLBC电路的电压平衡条件，则得到下式：
Figure 640418DEST_PATH_IMAGE005
如果现在在不连续模式（S4=0）下应用RLBC电路的电压平衡条件，则得到下式：
Figure 841592DEST_PATH_IMAGE007
在稳态分析下，应当验证每次电容器充电的平衡，这可以由下式表示：
Figure 425020DEST_PATH_IMAGE008
在满足上述条件的情况下，如果计算以下各项则可以验证升压行为：
Figure 235588DEST_PATH_IMAGE009
其中，n等于比特的数目。
这证明如果满足条件
Figure 220861DEST_PATH_IMAGE010
，则可以实现比D=N/N-P的升压转换。
Figure 530620DEST_PATH_IMAGE011
对于第一周期性模式和至少一个第二周期性模式有ki=2、3或4，并且对于至少一个第三周期性模式有pi=1、2或4。
现在引入下面的项Ωj：
Figure 663661DEST_PATH_IMAGE012
从（a）和（b）可以得到：
应当注意，由于Vref可以被任意地设定，因此可以决定对于第一周期性模式和至少一个第二周期性模式令α等于1、Vc1=2Vref、Vc2=3Vref以及Vc3=4Vref，并且对于至少一个第三周期性模式令Vc1=Vref、Vc2=2Vref以及Vc3=4Vref。因此，找到开关规则的集合{εij}就够了：
应当注意，Vref还可以被表示为下式：
Figure 99824DEST_PATH_IMAGE015
对于给定整数对{N,P}和给定整数向量K，找到针对具有n个比特的RLBC的开关模式的解在于找到一个尺寸为（Nxn）并且其元素处在{-1;0;1}中的矩阵（ε），使得
（i）矩阵（ε）验证
Figure 454582DEST_PATH_IMAGE016
；并且
（ii）
Figure DEST_PATH_IMAGE017
具有P个值为N-P的元素以及N-P个值为-P的元素。
对于本发明的第一周期性模式和至少一个第二周期性模式，整数向量K是[2 3 4]，并且图5到9中公开的每个矩阵都验证了条件（i）和（ii）。
对于本发明的至少一个第三周期性模式，整数向量K是[1 2 4]，并且图10中的每个矩阵都验证了条件（i）和（ii）。
图1b是由3个桥接器件构成的升压转换器的第二实例。
正如参照图1a已公开的那样，常规DC/DC升压转换器的电感器被串联连接的“n”等于3个桥接器件替代。如图1中所示，每个桥接器件由4个开关以及电容器构成。这种单独的桥结构也被称作“比特”。
在图1b中示出3个比特B1、B2和B3。
比特B1由两个二极管D11和D12、两个开关S11和S12以及一个电容器C1构成。
比特B2由两个二极管D21和D22、两个开关S21和S22以及一个电容器C2构成。
比特B3由两个二极管D31和D32’、两个开关S31和S32’以及一个电容器C3构成。
对于i=1或2的每个比特Bi，二极管Di1的阳极被链接到开关Si1的第一端子。Di1的阴极被链接到开关Si2的第一端子并且被链接到电容器Ci的正端子。开关Si1的第二端子被链接到电容器Ci的负端子并且被链接到二极管Di2的阳极。二极管Di2的阴极被链接到开关Si2的第二端子。
二极管D31的阳极被链接到开关S31的第一端子。D31的阴极被链接到电容器C3的正端子并且被链接到二极管D32’的阳极。开关S31的第二端子被链接到电容器C3的负端子并且被链接到开关S32’的第一端子。
例如光伏元件PV之类的DC电提供装置提供输入电压Vin。DC电提供装置的正端子被连接到二极管D11的阳极。
二极管D12的阴极被连接到二极管D21的阳极。
二极管D22的阴极被连接到二极管D31的阳极。
二极管D32’的阴极被连接到电容器CL的正端子。
电容器CL的负端子和开关S32’的第二端子被连接到DC电提供装置的负端子。
开关S32’类似于图1a的开关S4进行动作，以及二极管D32’充当图1a的二极管D4。
电容器CL上的电压等于Vout。
B1的输入与输出之间的电压差被称作Vb1，B2的输入与输出之间的电压差被称作Vb2，并且B3的输入与输出之间的电压差被称作Vb3。Vb3在开关S32’接通时等于Vb3*，并且在开关S32’关断时等于Vb3**。
图2表示包括由多个桥接器件构成的升压转换器的器件的实例。
器件20例如具有基于通过总线201以及受与图11中公开的算法有关的程序控制的处理器200连接在一起的组件的体系结构。
这里必须注意，器件20在变型中被实施为一个或几个专用集成电路的形式，所述集成电路执行的操作与下文中公开的处理器200所执行的操作相同。
总线201将处理器200链接到只读存储器ROM 202、随机存取存储器RAM 203、模数转换器ADC 206以及如在图1中公开的RLBC模块。
只读存储器ROM 202包含与图11中所公开的算法有关的程序的指令，其在器件20通电时被传送到随机存取存储器RAM 203。
只读存储器ROM 202存储在本发明的图3到10中所示出的表格。
RAM存储器203包含用来接收变量以及与图11中所公开的算法有关的程序的指令的寄存器。
模数转换器206被连接到RLBC，并且将表示输入电压Vin和/或输出电压Vout的电压转换成二进制信息。
图3a表示一个表格，该表格表示当k1等于2、k2等于3并且k3等于4时根据本发明的可以由第一周期性模式和至少一个第二周期性模式提供的不同升压比。
图3a的表格包括被记作300到306的6列。列300示出被施加在RLBC上的输入电压Vin的不同值。列301示出RLBC的输出电压Vout。输出电压例如等于240伏特。列302示出输出电压Vout与输入电压Vin之间的不同比。列303示出RLBC的不同占空比D。列304示出对N和P的不同值。列305示出参考电压Vref的不同值。列306示出根据输入电压值Vin将要选择的图。
在行310中，输入电压等于24伏特，输出电压是240伏特，比Vout/Vin等于10，占空比D等于0.9，对(N,P)等于(10,9)，参考电压Vref等于24伏特，并且为了获得比为10而选择的开关模式被公开在图5a中。
在行311中，输入电压等于30伏特，输出电压是240伏特，比Vout/Vin等于8，占空比D等于0.875，对(N,P)等于(8,7)，参考电压Vref等于30伏特，并且为了获得比为8而选择的开关模式被公开在图6d中。
在行312中，输入电压等于34.3伏特，输出电压是240伏特，比Vout/Vin等于7，占空比D等于0.857，对(N,P)等于(7,6)，参考电压Vref等于34.3伏特，并且为了获得比为7而选择的开关模式被公开在图7b中。
在行313中，输入电压等于40伏特，输出电压是240伏特，比Vout/Vin等于6，占空比D等于0.833，对(N,P)等于(6,5)，参考电压Vref等于40伏特，并且为了获得比为6而选择的开关模式被公开在图8a中。
在行314中，输入电压等于48伏特，输出电压是240伏特，比Vout/Vin等于5，占空比D等于0.8，对(N,P)等于(5,4)，参考电压Vref等于48伏特，并且为了获得比为5而选择的开关模式被公开在图9a中。
在行315中，输入电压等于90伏特，输出电压是240伏特，比Vout/Vin等于2.67，占空比D等于0.625，对(N,P)等于(8,5)，参考电压Vref等于30伏特，并且为了获得比为2.67而选择的开关模式被公开在图6b中。
在行316中，输入电压等于96伏特，输出电压是240伏特，比Vout/Vin等于2.5，占空比D等于0.6，对(N,P)等于(5,3)，参考电压Vref等于48伏特，并且为了获得比为2.5而选择的开关模式被公开在图9b中。
在行317中，输入电压等于144伏特，输出电压是240伏特，比Vout/Vin等于1.67，占空比D等于0.4，对(N,P)等于(5,2)，参考电压Vref等于48伏特，并且为了获得比为1.67而选择的开关模式被公开在图9c中。
在行318中，输入电压等于150伏特，输出电压是240伏特，比Vout/Vin等于1.6，占空比D等于0.375，对(N,P)等于(8,3)，参考电压Vref等于30伏特，并且为了获得比为1.6而选择的开关模式被公开在图6c中。
在行319中，输入电压等于192伏特，输出电压是240伏特，比Vout/Vin等于1.25，占空比D等于0.2，对(N,P)等于(5,1)，参考电压Vref等于48伏特，并且为了获得比为1.25而选择的开关模式被公开在图9d中。
在行320中，输入电压等于200伏特，输出电压是240伏特，比Vout/Vin等于1.2，占空比D等于0.166，对(N,P)等于(6,1)，参考电压Vref等于40伏特，并且为了获得比为1.2而选择的开关模式被公开在图8b中。
在行321中，输入电压等于205.7伏特，输出电压是240伏特，比Vout/Vin等于1.16，占空比D等于0.142，对(N,P)等于(7,1)，参考电压Vref等于34.3伏特，并且为了获得比为1.16而选择的开关模式被公开在图7a中。
在行322中，输入电压等于210伏特，输出电压是240伏特，比Vout/Vin等于1.14，占空比D等于0.125，对(N,P)等于(8,1)，参考电压Vref等于30伏特，并且为了获得比为1.14而选择的开关模式被公开在图6a中。
在行323中，输入电压等于216伏特，输出电压是240伏特，比Vout/Vin等于1.11，占空比D等于0.1，对(N,P)等于(10,1)，参考电压Vref等于24伏特，并且为了获得比为1.1而选择的开关模式被公开在图5b中。
图3b表示一个表格，该表格表示当p1等于1、p2等于2并且p3等于4时根据本发明的可以由至少一个第三周期性模式提供的不同升压比。
图3b的表格包括被记作350到356的6列。列350示出被施加在RLBC上的输入电压Vin的不同值。列351示出RLBC的输出电压Vout。输出电压例如等于240伏特。列352示出输出电压Vout与输入电压Vin之间的不同比。列353示出RLBC的不同占空比D。列354示出对N和P的不同值。列355示出参考电压Vref的不同值。列356示出根据输入电压值Vin将要选择的图。
在行361中，输入电压等于60伏特，输出电压是240伏特，比Vout/Vin等于4，占空比D等于0.75，对(N,P)等于(8,6)，参考电压Vref等于30伏特，并且为了获得比为4而选择的开关模式被公开在图10a中。
在行362中，输入电压等于48伏特，输出电压是240伏特，比Vout/Vin等于5，占空比D等于0.8，对(N,P)等于(5,4)，参考电压Vref等于30伏特，并且为了获得比为5而选择的开关模式被公开在图10b中。
图4a表示一个表格，该表格表示图1a中所示的升压转换器的第一实例的各开关的开关状态，以便在由3个桥接器件构成的升压转换器的各桥上获得不同电压。
列400到402与比特B1有关，列403到405与比特B2有关，以及列406到408与比特B3有关。
行411示出：对于等于Vc1的电压Vb1，开关S11处于不导通状态并且开关S12处于不导通状态，对于等于Vc2的电压Vb2，开关S21处于不导通状态并且开关S22处于不导通状态，对于等于Vc3的电压Vb3，开关S31处于不导通状态并且开关S32处于不导通状态。
行412示出：对于等于零值的电压Vb1，开关S11处于不导通状态并且开关S12处于导通状态，对于等于零值的电压Vb2，开关S21处于不导通状态并且开关S22处于导通状态，对于等于零值的电压Vb3，当开关S32处于不导通状态时开关S31处于导通状态，或者当开关S32处于导通状态时开关S31处于不导通状态。
行413示出：对于等于-Vc1的电压Vb1，开关S11处于导通状态并且开关S12处于导通状态，对于等于-Vc2的电压Vb2，开关S21处于导通状态并且开关S22处于导通状态，对于等于-Vc3的电压Vb3，开关S31处于导通状态并且开关S32处于导通状态。
图4b表示一个表格，该表格表示图1b中所示的升压转换器的第二实例的各开关的开关状态，以便在由3个桥接器件构成的升压转换器的各桥上获得不同电压。
列420到422与比特B1有关，列423到425与比特B2有关，以及列426到428与比特B3有关。
行431示出：对于等于Vc1的电压Vb1，开关S11处于不导通状态并且开关S12处于不导通状态，对于等于Vc2的电压Vb2，开关S21处于不导通状态并且开关S22处于不导通状态，对于等于Vc3的电压Vb3，开关S31处于不导通状态并且开关S32’处于导通状态。
行432示出：对于等于零值的电压Vb1，开关S11处于不导通状态并且开关S12处于导通状态，对于等于零值的电压Vb2，开关S21处于不导通状态并且开关S22处于导通状态，以及对于等于零值的电压Vb3，开关S31和S32’一起处于导通状态或者处于不导通状态。
行433示出：对于等于-Vc1的电压Vb1，开关S11处于导通状态并且开关S12处于导通状态，对于等于-Vc2的电压Vb2，开关S21处于导通状态并且开关S22处于导通状态，对于等于-Vc3的电压Vb3，开关S31处于导通状态并且开关S32’处于不导通状态。
根据本发明的实现的实例，当所选周期性模式是至少一个第二周期性模式时，Vc1=2Vref、Vc2=3Vref并且Vc3=4Vref，以及当所选周期性模式是至少一个第三周期性模式时，Vc1=Vref、Vc2=2Vref并且Vc3=4Vref。
图5a和5b是为了在第一周期性模式或至少一个第二周期性模式被分解成10个时间间隔时具有不同升压比的、升压转换器的各桥上的电压值的实例。
在行501和511中，等于1的值意味着Vb1=2Vref，等于-1的值意味着Vb1=-2Vref，以及等于0的值意味着Vb1=0。
在行501和511中，等于1的值意味着Vb2=3Vref，等于-1的值意味着Vb2=-3Vref，以及等于0的值意味着Vb2=0。
在行501和511中，等于1的值意味着Vb3=4Vref，等于-1的值意味着Vb3=-4Vref，以及等于0的值意味着Vb3=0。
每个时间间隔T1到T10的持续时间是ΔT=T/N（N=10），其中T是由图1a的开关S4或图1b的开关S32’操作的周期的持续时间。
图5a包括为了具有比Vout/Vin=N/(N-P)=10（D=0.9）的、RLBC的各桥上的电压值。
需要10个时间间隔以便获得比Vout/Vin=10。
在时间间隔T1和T2中，Vb1=-2Vref、Vb2=3Vref并且Vb3=0。在时间间隔T3、T4、T5和T6中，Vb1=0、Vb2=-3Vref并且Vb3=4Vref。在时间间隔T7、T8和T9中，Vb1=2Vref、Vb2=3Vref并且Vb3=-4Vref。在时间间隔T10中，Vb1=-2Vref、Vb2=-3Vref并且Vb3=-4Vref。
当所述电压值是图1a的升压转换器的各桥的电压值时，开关S4在时间间隔T1到T9（P=9）期间处于导通状态，并且在时间间隔T10（N=10）中处于不导通状态。
图5b包括为了具有比Vout/Vin=N/(N-P)=1.11（D=0.1）的、RLBC的各桥上的电压值。
需要10个时间间隔以便获得比Vout/Vin=1.11。
在时间间隔T1中，Vb1=2Vref、Vb2=3Vref并且Vb3=4Vref。在时间间隔T2和T3中，Vb1=2Vref、Vb2=-3Vref并且Vb3=0。在时间间隔T4、T5、T6和T7中，Vb1=0、Vb2=3Vref并且Vb3=-4Vref。在时间间隔T8、T9和T10中，Vb1=-2Vref、Vb2=-3Vref并且Vb3=4Vref。
当所述电压值是图1a的升压转换器的各桥的电压值时，开关S4在时间间隔T1（P=1）期间处于导通状态，并且在时间间隔T2到T10（N=10）中处于不导通状态。
图6a到6d是为了在第一周期性模式或至少一个第二周期性模式被分解成8个时间间隔时具有不同升压比的、由3个桥接器件构成的升压转换器的各桥上的电压值的实例。
在行601、611、621和631中，等于1的值意味着Vb1=2Vref，等于-1的值意味着Vb1=-2Vref，以及等于0的值意味着Vb1=0。
在行602、612、622和632中，等于1的值意味着Vb2=3Vref，等于-1的值意味着Vb2=-3Vref，以及等于0的值意味着Vb2=0。
在行603、613、623和633中，等于1的值意味着Vb3=4Vref，等于-1的值意味着Vb3=-4Vref，以及等于0的值意味着Vb3=0。
每个时间间隔T1到T8的持续时间是ΔT=T/N（N=8），其中T是由图1a的开关S4或图1b的开关S32’操作的周期的持续时间。
图6a包括为了具有比Vout/Vin=N/(N-P)=1.14（D=0.125）的、RLBC的各桥上的电压值。
需要8个时间间隔以便获得比Vout/Vin=1.14。
在时间间隔T1中，Vb1=0、Vb2=3Vref并且Vb3=4Vref。在时间间隔T2和T3中，Vb1=2Vref、Vb2=-3Vref并且Vb3=0。在时间间隔T4、T5和T6中，Vb1=0、Vb2=3Vref并且Vb3=-4Vref。在时间间隔T7和T8中，Vb1=-2Vref、Vb2=-3Vref并且Vb3=4Vref。
当所述电压值是图1a的升压转换器的各桥的电压值时，开关S4在时间间隔T1（P=1）中处于导通状态，并且在时间间隔T2到T8（N=8）期间处于不导通状态。
图6b包括为了具有比Vout/Vin=N/(N-P)=2.67（D=0.625）的、RLBC的各桥上的电压值。
需要8个时间间隔以便获得比Vout/Vin=2.67。
在时间间隔T1中，Vb1=2Vref、Vb2=-3Vref并且Vb3=4Vref。在时间间隔T2、T3、T4和T5中，Vb1=0、Vb2=3Vref并且Vb3=0。在时间间隔T6和T7中，Vb1=-2Vref、Vb2=-3Vref并且Vb3=0。在时间间隔T8中，Vb1=2Vref、Vb2=-3Vref并且Vb3=-4Vref。
当所述电压值是图1a的升压转换器的各桥的电压值时，开关S4在时间间隔T1到T5（P=5）期间处于导通状态，并且在时间间隔T6到T8（N=8）中处于不导通状态。
图6c包括为了具有比Vout/Vin=N/(N-P)=1.6（D=0.375）的、RLBC的各桥上的电压值。
需要8个时间间隔以便获得比Vout/Vin=1.6。
在时间间隔T1中，Vb1=-2Vref、Vb2=3Vref并且Vb3=4Vref。在时间间隔T2和T3中，Vb1=2Vref、Vb2=3Vref并且Vb3=0。在时间间隔T4中，Vb1=-2Vref、Vb2=3Vref并且Vb3=-4Vref。在时间间隔T5、T6、T7和T8中，Vb1=0、Vb2=-3Vref并且Vb3=0。
当所述电压值是图1a的升压转换器的各桥的电压值时，开关S4在时间间隔T1到T3（P=3）期间处于导通状态，并且在时间间隔T4到T8（N=8）中处于不导通状态。
图6d包括为了具有比Vout/Vin=N/(N-P)=8（D=0.875）的、RLBC的各桥上的电压值。
需要8个时间间隔以便获得比Vout/Vin=8。
在时间间隔T1和T2中，Vb1=-2Vref、Vb2=3Vref并且Vb3=0。在时间间隔T3、T4和T5中，Vb1=0、Vb2=-3Vref并且Vb3=4Vref。在时间间隔T6和T7中，Vb1=2Vref、Vb2=3Vref并且Vb3=-4Vref。在时间间隔T8中，Vb1=0、Vb2=-3Vref并且Vb3=-4Vref。
当所述电压值是图1a的升压转换器的各桥的电压值时，开关S4在时间间隔T1到T1（P=7）期间处于导通状态，并且在时间间隔T2到T8（N=8）中处于不导通状态。
图7a和7b是为了在第一周期性模式或至少一个第二周期性模式被分解成7个时间间隔时具有不同升压比的、由3个桥接器件构成的升压转换器的各桥上的电压值的实例。
在行701和711中，等于1的值意味着Vb1=2Vref，等于-1的值意味着Vb1=-2Vref，以及等于0的值意味着Vb1=0。
在行702和712中，等于1的值意味着Vb2=3Vref，等于-1的值意味着Vb2=-3Vref，以及等于0的值意味着Vb2=0。
在行703和713中，等于1的值意味着Vb3=4Vref，等于-1的值意味着Vb3=-4Vref，以及等于0的值意味着Vb3=0。
每个时间间隔T1到T7的持续时间是ΔT=T/N（N=7），其中T是由图1a的开关S4或图1b的开关S32’操作的周期的持续时间。
图7a包括为了具有比Vout/Vin=N/(N-P)=1.16（D=0.142）的、RLBC的各桥上的电压值。
需要7个时间间隔以便获得比Vout/Vin=1.16。
在时间间隔T1中，Vb1=2Vref、Vb2=0并且Vb3=4Vref。在时间间隔T2、T3和T4中，Vb1=0、Vb2=3Vref并且Vb3=-4Vref。在时间间隔T5中，Vb1=2Vref、Vb2=-3Vref并且Vb3=0。在时间间隔T6和T7中，Vb1=-2Vref、Vb2=-3Vref并且Vb3=4Vref。
当所述电压值是图1a的升压转换器的各桥的电压值时，开关S4在时间间隔T1到T6（P=1）期间处于导通状态，并且在时间间隔T7（N=7）中处于不导通状态。
图7b包括为了具有比Vout/Vin=N/(N-P)=7（D=0.857）的、RLBC的各桥上的电压值。
需要7个时间间隔以便获得比Vout/Vin=7。
在时间间隔T1和T2中，Vb1=2Vref、Vb2=3Vref并且Vb3=-4Vref。在时间间隔T3、T4和T5中，Vb1=0、Vb2=-3Vref并且Vb3=4Vref。在时间间隔T6中，Vb1=-2Vref、Vb2=3Vref并且Vb3=0。在时间间隔T7中，Vb1=-2Vref、Vb2=0并且Vb3=-4Vref。
当所述电压值是图1a的升压转换器的各桥的电压值时，开关S4在时间间隔T1（P=6）期间处于导通状态，并且在时间间隔T2到T7（N=7）中处于不导通状态。
图8a和8b是为了在第一周期性模式或至少一个第二周期性模式被分解成6个时间间隔时具有不同升压比的、由3个桥接器件构成的升压转换器的各桥上的电压值的实例。
在行801和811中，等于1的值意味着Vb1=2Vref，等于-1的值意味着Vb1=-2Vref，以及等于0的值意味着Vb1=0。
在行802和812中，等于1的值意味着Vb2=3Vref，等于-1的值意味着Vb2=-3Vref，以及等于0的值意味着Vb2=0。
在行803和813中，等于1的值意味着Vb3=4Vref，等于-1的值意味着Vb3=-4Vref，以及等于0的值意味着Vb3=0。
每个时间间隔T1到T6的持续时间是ΔT=T/N（N=6），其中T是由图1a的开关S4或图1b的开关S32’操作的周期的持续时间。
图8a包括为了具有比Vout/Vin=N/(N-P)=6（D=0.833）的、RLBC的各桥上的电压值。
需要6个时间间隔以便获得比Vout/Vin=6。
在时间间隔T1中，Vb1=2Vref、Vb2=3Vref并且Vb3=-4Vref。在时间间隔T2和T3中，Vb1=0、Vb2=-3Vref并且Vb3=4Vref。在时间间隔T4和T5中，Vb1=-2Vref、Vb2=3Vref并且Vb3=0。在时间间隔T6中，Vb1=2Vref、Vb2=-3Vref并且Vb3=-4Vref。
当所述电压值是图1a的升压转换器的各桥的电压值时，开关S4在时间间隔T1到T5（P=5）期间处于导通状态，并且在时间间隔T6（N=6）中处于不导通状态。
图8b包括为了具有比Vout/Vin=N/(N-P)=1.2（D=0.166）的、RLBC的各桥上的电压值。
需要6个时间间隔以便获得比Vout/Vin=1.2。
在时间间隔T1中，Vb1=-2Vref、Vb2=3Vref并且Vb3=4Vref。在时间间隔T2中，Vb1=-2Vref、Vb2=-3Vref并且Vb3=4Vref。在时间间隔T3和T4中，Vb1=0、Vb2=3Vref并且Vb3=-4Vref。在时间间隔T5和T6中，Vb1=2Vref、Vb2=-3Vref并且Vb3=0Vref。
当所述电压值是图1a的升压转换器的各桥的电压值时，开关S4在时间间隔T1（P=1）期间处于导通状态，并且在时间间隔T2到T6（N=6）中处于不导通状态。
图9a到9d是为了在第一周期性模式或至少一个第二周期性模式被分解成5个时间间隔时具有不同升压比的、由3个桥接器件构成的升压转换器的各桥上的电压值的实例。
在行901、911、921和931中，等于1的值意味着Vb1=2Vref，等于-1的值意味着Vb1=-2Vref，以及等于0的值意味着Vb1=0。
在行902、912、922和932中，等于1的值意味着Vb2=3Vref，等于-1的值意味着Vb2=-3Vref，以及等于0的值意味着Vb2=0。
在行903、913、923和933中，等于1的值意味着Vb3=4Vref，等于-1的值意味着Vb3=-4Vref，以及等于0的值意味着Vb3=0。
每个时间间隔T1到T5的持续时间是ΔT=T/N（N=5），其中T是由图1a的开关S4或图1b的开关S32’操作的周期的持续时间。
图9a包括为了具有比Vout/Vin=N/(N-P)=5（D=0.8）的、RLBC的各桥上的电压值。
需要5个时间间隔以便获得比Vout/Vin=5。
在时间间隔T1中，Vb1=2Vref、Vb2=3Vref并且Vb3=-4Vref。在时间间隔T2和T3中，Vb1=0、Vb2=-3Vref并且Vb3=4Vref。在时间间隔T4中，Vb1=-2Vref、Vb2=3Vref并且Vb3=0。在时间间隔T5中，Vb1=0、Vb2=0并且Vb3=-4Vref。
当所述电压值是图1a的升压转换器的各桥的电压值时，开关S4在时间间隔T1到T4（P=4）期间处于导通状态，并且在时间间隔T5（N=5）中处于不导通状态。
图9b包括为了具有比Vout/Vin=N/(N-P)=2.5（D=0.6）的、RLBC的各桥上的电压值。
需要5个时间间隔以便获得比Vout/Vin=2.5。
在时间间隔T1中，Vb1=-2Vref、Vb2=0并且Vb3=4Vref。在时间间隔T2和T3中，Vb1=2Vref、Vb2=0并且Vb3=0。在时间间隔T4中，Vb1=0、Vb2=-3Vref并且Vb3=0。在时间间隔T5中，Vb1=-2Vref、Vb2=3Vref并且Vb3=-4Vref。
当所述电压值是图1a的升压转换器的各桥的电压值时，开关S4在时间间隔T1到T3（P=3）期间处于导通状态，并且在时间间隔T4和T5（N=5）中处于不导通状态。
图9c包括为了具有比Vout/Vin=N/(N-P)=1.67（D=0.4）的、RLBC的各桥上的电压值。
需要5个时间间隔以便获得比Vout/Vin=1.67。
在时间间隔T1中，Vb1=2Vref、Vb2=-3Vref并且Vb3=4Vref。在时间间隔T2中，Vb1=0、Vb2=3Vref并且Vb3=0。在时间间隔T3中，Vb1=2Vref、Vb2=0并且Vb3=-4Vref。在时间间隔T4和T5中，Vb1=-2Vref、Vb2=0并且Vb3=0。
当所述电压值是图1a的升压转换器的各桥的电压值时，开关S4在时间间隔T1和T2（P=2）期间处于导通状态，并且在时间间隔T3到T5（N=5）中处于不导通状态。
图9d包括为了具有比Vout/Vin=N/(N-P)=1.25（D=0.2）的、RLBC的各桥上的电压值。
需要5个时间间隔以便获得比Vout/Vin=1.25。
在时间间隔T1中，Vb1=0、Vb2=0并且Vb3=4Vref。在时间间隔T2中，Vb1=-2Vref、Vb2=-3Vref并且Vb3=4Vref。在时间间隔T3和T4中，Vb1=0、Vb2=3Vref并且Vb3=-4Vref。在时间间隔T5中，Vb1=2Vref、Vb2=-3Vref并且Vb3=0。
当所述电压值是图1a的升压转换器的各桥的电压值时，开关S4在时间间隔T1（P=1）期间处于导通状态，并且在时间间隔T2到T5（N=5）中处于不导通状态。
图10a和10b是为了在选择至少一个第三周期性模式时具有不同升压比的、由3个桥接器件构成的升压转换器的各桥上的电压值的实例。
在行1001和1011中，等于1的值意味着Vb1=Vref，等于-1的值意味着Vb1=-Vref，以及等于0的值意味着Vb1=0。
在行1002和1012中，等于1的值意味着Vb2=2Vref，等于-1的值意味着Vb2=-2Vref，以及等于0的值意味着Vb2=0。
在行1003和1013中，等于1的值意味着Vb3=4Vref，等于-1的值意味着Vb3=-4Vref，以及等于0的值意味着Vb3=0。
图10a包括为了具有比Vout/Vin=4的、RLBC的各桥上的电压值。
需要8个时间间隔以便获得比Vout/Vin=4。
每个时间间隔T1到T8的持续时间是ΔT=T/N（N=8），其中T是由图1a的开关S4或图1b的开关S32’操作的周期的持续时间。
在时间间隔T1、T2、T3和T4中，Vb2=2Vref、Vb1=Vb3=0。在时间间隔T5和T6中，Vb1=0、Vb2=-2Vref并且Vb3=4Vref。在时间间隔T7和T8中，Vb1=0、Vb2=-2Vref并且Vb3=-4Vref。
当所述电压值是图1a的升压转换器的各桥的电压值时，开关S4在时间间隔T1到T6（P=6）期间处于导通状态，并且在时间间隔T7和T8（N=8）中处于不导通状态。
图10b包括为了具有比Vout/Vin=5的、RLBC的各桥上的电压值。
需要5个时间间隔以便获得比Vout/Vin=5。
每个时间间隔T1到T5的持续时间是ΔT=T/N（N=5），其中T是由图1a的开关S4或图1b的开关S32’操作的周期的持续时间。
在时间间隔T1中，Vb1=-Vref、Vb2=-2Vref并且Vb3=4Vref。在时间间隔T2中，Vb1=-Vref、Vb2=2Vref并且Vb3=0。在时间间隔T3和T4中，Vb1=Vref、Vb2=0并且Vb3=0。在时间间隔T5中，Vb1=0、Vb2=0并且Vb3=-4Vref。
当所述电压值是图1a的升压转换器的各桥的电压值时，开关S4在时间间隔T1到T4（P=4）期间处于导通状态，并且在时间间隔T5（N=5）中处于不导通状态。
图11是根据本发明的用于确定必须为由n个桥接器件构成的升压转换器选择哪个周期性模式的算法的实例。
本算法通过包括由n个桥接器件构成的升压转换器的器件20来执行。
本算法可以由处理器200执行。
在步骤S1100，处理器200从可用周期性模式当中选择一个第一周期性模式。
在步骤S1101，处理器200获得由n个桥接器件构成的升压转换器所必须升压的输入电压Vin。举例来说，Vin可以是由数字转换器206对施加到由n个桥接器件构成的升压转换器的输入电压进行测量的结果。作为另一个实例，Vin可以由处理器200根据数字转换器206对其他信号（比如比特电压、输出电压、输入或输出电流）所做的另外的其他测量进行计算来确定，以便实现特定调节功能。在本发明的特殊实施例中，所述调节功能被确定以便使得经过由n个桥接器件构成的升压转换器的电功率最大化。
在下一步骤S1102，处理器200获得所期望的输出电压范围，其中必须通过由n个桥接器件构成的升压转换器对输入电压进行升压。该范围由作为最小电压值的第一阈值Vmin和作为最大电压值的第二阈值Vmax构成。举例来说，所期望的输出电压范围预先被已知为连接到由n个桥接器件构成的升压转换器的输出的负载设备的可接受输入范围。
在下一步骤S1103，处理器200获得由n个桥接器件构成的升压转换器理想地必须在期望范围内将输入电压升压到的预期输出电压Vout_ref。举例来说，预期输出电压Vout_ref等于Vmax。在另一个实例中，Vout等于(Vmax+Vmin)/2。
在下一步骤S1104，处理器200检查是否需要选择周期性模式。
为此，处理器200确定输出电压Vout=Vin/(1-D)，其中Vin是在步骤S1101获得的输入电压，以及D是在步骤S1100或S1108确定的第一模式的占空比。随后处理器200检查输出电压Vout是否低于第一阈值Vmin或者高于第二阈值Vmax。
如果所确定的输出电压低于第一阈值或高于第二阈值，则处理器200移到步骤S1105。否则，处理器200移到步骤S1109。
在下一步骤S1105，处理器200对于存储在ROM存储器202中的每个占空比D检查对应的经升压的电压值Vboost=Vin/(1-D)，并且从存储在ROM存储器202中的各占空比当中选择至少一个占空比，其中对于所选占空比而言，经升压的电压值Vboost接近预期输出电压Vout_ref并且处于包括在第一和第二阈值Vmin和Vmax之间的期望输出电压范围内。
在同一步骤，处理器200检查在步骤S1105选择的其中一个占空比D是否对应于一个第二周期性模式，即其中一个所选占空比D是否对应于其各数ki与先前选择的第一周期性模式的各数ki相同的一个周期性模式。
如果在步骤S1105选择的其中一个占空比D对应于一个周期性模式，则处理器200移到步骤S1107。否则，处理器200移到步骤S1106。
在步骤S1106，处理器200选择一个第三周期性模式，其中在每个时间间隔内，对于i从1到n，每第i个桥接器件的输入与输出之间的电压等于零值、或者整数pi乘以至少一个第三正值、或者负的所述数pi乘以至少一个第三正值，其中至少一个数ki不同于先前选择的周期性模式的数pi。
所选的第三周期性模式对应于对于其而言经升压的电压值Vboost在所期望的输出电压范围[Vmin Vmax]内最接近预期输出电压Vout_ref的占空比D。
随后，处理器200移到步骤S1108。
在步骤S1107，处理器200选择一个第二周期性模式，其中在每个时间间隔内，对于i从1到n，每第i个桥接器件的输入与输出之间的电压等于零值、或者整数ki乘以至少一个第二正值、或者负的所述数ki乘以至少一个第二正值。
所选的第二周期性模式对应于对于其而言经升压的电压值Vboost在所期望的输出电压范围[Vmin Vmax]内最接近预期输出电压Vout_ref的占空比D。
随后，处理器200移到步骤S1108。
在步骤S1108，处理器200设定在步骤S1107选择的第二周期性模式或者在步骤S1108选择的第三周期性模式以作为存储在存储器202中的第一周期性模式。
在下一步骤S1109，处理器200根据存储在存储器202中的第一周期性模式来命令RLBC 205的各开关。
在变型中，处理器200根据从图5到10当中的对应图中所示出并且被存储在存储器202中的周期性模式（其对应于第一周期性模式）的各列的排列（permutation）得到的周期性模式来命令RLBC 205的各开关。
随后，处理器200返回到步骤S1101。
举例来说，在步骤S1101，处理器200选择图9a所描述的第一周期性模式，其中k1等于2、k2等于3、k3等于4，并且在步骤S1101获得输入电压Vin=48V。
在下一步骤S1102，处理器200获得第一阈值Vmin=197V和第二阈值Vmax=247V。
在下一步骤S1103，处理器200获得预期输出电压Vout_ref=227V。
在下一步骤S1104，处理器200检查是否需要选择周期性模式。由于D=0.8，因此输出电压Vout=48/(1-0.8)=240V低于第二阈值（其等于247伏特）并且高于第一阈值（其等于197伏特）。由于输出电压值不低于第一阈值并且不高于第二阈值，因此处理器200移到步骤S1109。
在下一步骤S1109，处理器200根据图9a中指示的周期性模式来命令RLBC 205的各开关并且返回到步骤S1101。
在步骤S1101，处理器200获得输入电压Vin=60V。
在下一步骤S1102，处理器200获得第一阈值Vmin=197V和第二阈值Vmax=247V。
在下一步骤S1103，处理器200获得所期望的输出电压Vout=227V。
在下一步骤S1104，处理器200检查是否需要选择周期性模式。由于D=0.8，因此输出电压Vboost=60/(1-0.8)=300V，其高于第二阈值（其等于247伏特）。由于输出电压值高于第二阈值，因此处理器200移到步骤S1105。
在下一步骤S1105，处理器200对于存储在ROM存储器202中的每个占空比D检查对应的经升压的电压值Vboost=Vin/(1-D)，并且从存储在ROM存储器202中的各占空比当中选择至少一个占空比，其中对于所选占空比而言，经升压的电压值Vboost接近预期输出电压并且处于包括在第一和第二阈值之间的期望输出电压范围内。
举例来说，处理器选择图10a中所示的周期性模式以作为如3b的行361中所指示的D=0.75，这是因为其对应的经升压的电压值=60/(1-0.75)=240被包括在第一与第二阈值之间。图3a中所指示的其他占空比具有的对应的升压电压未被包括在第一与第二阈值之间。
在同一步骤，处理器200检查所选择的其中一个占空比D是否对应于一个第二周期性模式，即其中一个所选占空比D是否对应于其各数ki与先前选择的第一周期性模式的各数ki相同的一个周期性模式。
由于占空比D=0.75不对应于第二周期性模式，因此处理器200移到步骤S1106，选择图10a中所示的周期性模式并且移到步骤S1108。
在步骤S1108，处理器200设定在步骤S1108选择的第三周期性模式以作为第一周期性模式。
在下一步骤S1109，处理器200根据图10a中所指示的周期性模式来命令RLBC 205的各开关并且返回到步骤S1101。
当然，在不背离本发明的范围的情况下，可以对上面所描述的本发明的实施例做出许多修改。

Claims (15)

1. 用于控制由串联连接的n个桥接器件构成的升压转换器的输出电压的方法，每个桥接器件由多个开关以及电容器构成，所述开关由至少三个周期性模式中的一个第一周期性模式控制，每个周期性模式被分解成时间间隔，其特征在于，在第一周期性模式和至少一个第二周期性模式的每个时间间隔内，对于i从1到n，每第i个桥接器件的输入与输出之间的电压等于零值、或者整数ki乘以第一正值和至少一个第二正值、或者负的所述数ki乘以第一正值和至少一个第二正值，并且在至少一个第三周期性模式的每个时间间隔内，对于i从1到n，每第i个桥接器件的输入与输出之间的电压等于零值、或者整数pi乘以至少一个第三正值、或者负的所述数pi乘以至少一个第三正值，至少一个数ki不同于数pi，其中，所述方法包括以下步骤：
- 检测到必须选择周期性模式；
- 选择一个周期性模式；
- 根据所选周期性模式控制所述开关。
2. 根据权利要求1的方法，其特征在于，所述检测到必须选择周期性模式是通过检查第一周期性模式是否提供低于第一阈值或高于第二阈值的输出电压值来执行的。
3. 根据权利要求2的方法，其特征在于，如果所述第三周期性模式所提供的输出电压值高于第一阈值且低于第二阈值，并且与提供高于第一阈值且低于第二阈值的所述或每个第二周期性模式所提供的输出电压相比更接近预期输出电压值，则所选周期性模式是一个第三周期性模式。
4. 根据权利要求3的方法，其特征在于，如果所述第二周期性模式所提供的输出电压值高于第一阈值、低于第二阈值并且与至少一个第三周期性模式所提供的一个或多个电压至少一样接近预期输出电压值，则所选周期性模式是一个第二周期性模式。
5. 根据权利要求3或4的方法，其特征在于，所述预期电压值等于第二阈值。
6. 根据权利要求1到5中的任一项的方法，其特征在于，一个桥接器件的输入与输出之间的电压在每个周期性模式的各时间间隔内的总和等于零值。
7. 根据权利要求1到6中的任一项的方法，其特征在于，第一个桥接器件被连接到由n个桥接器件构成的升压转换器所升压的电源的端子之一，并且最后一个桥接器件的开关之一被连接到由n个桥接器件构成的升压转换器所升压的电源的另一个端子，或者第一个桥接器件被连接到由n个桥接器件构成的升压转换器所升压的电源的端子之一，并且由n个桥接器件构成的升压转换器还包括至少一个开关，其被连接到最后一个桥接器件并且被连接到由n个桥接器件构成的升压转换器所升压的电源的另一个端子。
8. 根据权利要求7的方法，其特征在于，对于所选周期性模式的时间间隔的第一子集中的任何时间间隔，连接到由n个桥接器件构成的升压转换器所升压的电源的另一个端子的所述开关在第一子集的各时间间隔期间导通，并且各桥接器件的输入与输出之间的电压在第一子集的各时间间隔期间的总和等于整数Kp乘以所述正值。
9. 根据权利要求8的方法，其特征在于，对于一个周期性模式的时间间隔的第二子集中的任何时间间隔，连接到由n个桥接器件构成的升压转换器所升压的电源的另一个端子的所述开关在第二子集的各时间间隔期间不导通，并且各桥接器件的输入与输出之间的电压在第二子集的各时间间隔期间的总和等于负的非零整数P乘以第一正值。
10. 根据权利要求9的方法，其特征在于，时间间隔的第一子集包括Kp个时间间隔，第二子集包括P个时间间隔，并且数Kp等于所述周期性模式的时间间隔的数目减去数P。
11. 根据权利要求10的方法，其特征在于，由n个桥接器件构成的升压转换器的输入被连接到输入电压源，并且由周期性模式提供的电压等于输入电压源的电压乘以N除以N-P。
12. 根据权利要求1到11中的任一项的方法，其特征在于，每个第一、第二和第三正值分别等于输入电压值除以每个第一、第二和第三周期性模式的数N减去数P。
13. 根据权利要求1到11中的任一项的方法，所述升压转换器由3个桥接器件构成，k1等于2，k2等于3，k3等于4，p1等于1，p2等于2，以及p3等于4。
14. 根据权利要求1到11中的任一项的方法，其特征在于，时间间隔的数目是包括在5到10之间的整数。
15. 用于控制由串联连接的n个桥接器件构成的升压转换器的输出电压的设备，每个桥接器件由多个开关以及电容器构成，所述开关由至少三个周期性模式中的一个第一周期性模式控制，每个周期性模式被分解成时间间隔，其特征在于，在第一周期性模式和至少一个第二周期性模式的每个时间间隔内，对于i从1到n，每第i个桥接器件的输入与输出之间的电压等于零值、或者整数ki乘以第一正值和至少一个第二正值、或者负的所述数ki乘以第一正值和至少一个第二正值，并且在至少一个第三周期性模式的每个时间间隔内，对于i从1到n，每第i个桥接器件的输入与输出之间的电压等于零值、或者整数pi乘以至少一个第三正值、或者负的所述数pi乘以至少一个第三正值，至少一个数ki不同于数pi，
其中，用于控制输出电压的所述设备包括：
- 用于检测到必须选择周期性模式的装置；
- 用于选择一个周期性模式的装置；
- 用于根据所选周期性模式控制所述开关的装置。
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