在此拓?fù)渲校郊与妷弘娖接?a target="_blank">電容器（即所謂的快速電容器）合成?！　≡谌娖角闆r下，飛跨電容的電壓是輸出電壓的一半。電容可以在正負(fù)方向上抵消輸出電壓V_DC/2。三電平飛電容升壓器如圖1所示。

　　三級(jí)飛電容升壓器
　　圖 1：三級(jí)飛電容升壓器
　　在快速電容升壓器中，由于晶體管控制中的相移，輸入頻率是開關(guān)頻率的p倍（p是稍后描述的級(jí)數(shù)）。
　　飛電容升壓器的換流回路和工作模式
　　在飛電容升壓器中，換向回路包括電容器。從換向的角度來看，電容器可以被認(rèn)為是零阻抗。它在換向回路中的主要作用是使兩個(gè)外部半導(dǎo)體相互抵消。有了這個(gè)偏移，三電平快速電容升壓器可以被視為兩個(gè)獨(dú)立的升壓器，其中外部的換向回路包括直流母線電容器、外部二極管、快速電容器和外部開關(guān)。內(nèi)部換向回路包括快速電容器、內(nèi)部二極管和內(nèi)部開關(guān)。兩個(gè)換向回路如圖 2 所示?！　蓚€(gè)通信循環(huán)

　　圖 2：兩個(gè)通信循環(huán)
　　一般來說，電壓等級(jí)的數(shù)量理論上是無限的，但實(shí)際上使用了三級(jí)、四級(jí)和五級(jí)。 n 電平解決方案中的附加電平可以通過向三電平轉(zhuǎn)換器添加額外的外部換相環(huán)路來實(shí)現(xiàn)。每個(gè)添加的升壓器的換向回路將類似于圖 2 中的藍(lán)色回路。電壓電平的數(shù)量可以計(jì)算如下：　　n級(jí)別=p+1　

　其中 p 是換向回路（增強(qiáng)器）的數(shù)量。電容器的電壓可由下式計(jì)算：

     VFC,i=VDC?(1?i?1p)

　　其中 i 是給定換向單元的數(shù)量。第一個(gè)循環(huán)始終指的是最外層循環(huán)。
　　本文介紹了三級(jí)飛電容升壓器的操作和行為。其他的解決方案都可以基于本文來實(shí)現(xiàn)。
　　在三電平飛電容升壓器的操作中，可以衍生出四種不同的模式。正常工作時(shí)，快速電容電壓為輸出電壓的一半，電感電流恒定。在第一種模式下，兩個(gè)開關(guān)都關(guān)閉，電流通過兩個(gè)二極管，它們工作在旁路模式。在此模式下，快速電容器的電壓不變，扼流圈的電流減小，輸出電壓增大。在第二種模式下，下部開關(guān)（T27）打開。電流對(duì)快速電容器充電，導(dǎo)致其電壓增加。第三種模式，內(nèi)部開關(guān)管導(dǎo)通（外部開關(guān)管關(guān)斷），電流通過快速電容，而其電壓下降，輸出電壓升高。在最后一種模式下，兩個(gè)開關(guān)都打開。快速電容器的電壓將保持不變，而扼流圈的電流將增加。在第二和第三模式中，電感器電流變化取決于占空比 (D)。操作及其效果如圖3和表1所示。
　　
　　圖 3：飛電容升壓器的工作模式
　　模式晶體管電感
　　電流FC電壓直流母線
　　電壓
　　直徑<0.5直徑
　　模式1離開離開減少--增加
　　模式2離開在增加減少增加減少
　　模式3在離開增加減少減少增加
　　模式4在在-增加-減少
　　表 1：輸出和 FC 電壓狀態(tài)　　飛電容升壓器的傳遞函數(shù) (y) 如下：

       y=VOUTVIN=11?D

　　其中 是占空比。
　　使用的模式取決于占空比。如果，那么。在這種情況下，不使用模式 4，操作將如下： … → 模式 1 → 模式 2 → 模式 1 → 模式 3 → … 如果 > 0.5，則 y > 2 ，操作將是： … → 模式 4 → 模式 2 → 模式 4 → 模式 3 → … 當(dāng) D = 0.5，y > 2 時(shí)，操作： … → 模式 2 → 模式 3 → 模式 2 → 模式 3 → …
　　最常用的運(yùn)算是當(dāng)小于0.5時(shí)。
　　飛電容升壓器的操作
　　在飛電容升壓器拓?fù)渲?，兩個(gè)晶體管必須通過 180° 相移進(jìn)行控制（圖 4）?！　〉膮⒖己驼{(diào)制信號(hào)

　　圖 4： PWM 的參考信號(hào)和調(diào)制信號(hào)　　這導(dǎo)致在 D = 0.5 的情況下，工作模式將在模式 2 和模式 3 之間變化。在 D = 0.2 的情況下，飛跨電容升壓器的典型曲線如圖 5 所示。

　
　　圖 5：典型曲線 a、柵極信號(hào) b、輸出、輸入和 FC+ 電壓 c、飛電容電壓和電感電流 d、飛電容電流 e、二極管電流 f、晶體管的電流
　　飛電容升壓器的優(yōu)點(diǎn)
　　與升壓拓?fù)湎啾龋w電容升壓拓?fù)渚哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)： ? 由于工作是三電平的，因此半導(dǎo)體上的電壓應(yīng)力降低。這樣可以降低 EMI、電流和電壓紋波。
　　飛跨電容升壓拓?fù)渑c對(duì)稱升壓拓?fù)湎啾龋哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)： ? 具有兩級(jí)輸入和輸出連接，第三級(jí)電壓由飛跨電容合成。這樣就可以消除輸入和輸出上的大三級(jí)電容器。 ? 僅需要一個(gè)輸入電抗器。
　　在這兩種情況下，輸入頻率都是開關(guān)頻率的兩倍。這會(huì)導(dǎo)致較低的輸入紋波電流或可以降低電感。由于雙倍頻率，可以使用速度較慢的半導(dǎo)體，從而降低成本，同時(shí)開關(guān)損耗也更低。這意味著為了實(shí)現(xiàn)最佳性能，不需要 SiC MOSFET，但可以使用 Si IGBT。