CONTROLLING CHARGE-BALANCE AND TRANSIENTS IN A MULTI-LEVEL POWER CONVERTER

Circuits and methods that more effectively and efficiently solving the charge-balance problem for multi-level converter circuits by establishing a control method that selects an essentially optimal pattern or set of switch states that moves the fly capacitors towards a charge-balance state or maintains the current charge state every time a voltage level at an output node is selected regardless of what switch state or states were used in the past. Accordingly, multi-level converter circuit embodiments of the invention are free to select a different switch state or output voltage level every switching cycle without needing to keep track of any prior switch state or sequence of switch states. Additional benefits include improved transient performance made possible by the novel charge-balance method. La présente invention concerne des circuits et des procédés qui résolvent de manière plus efficace et effective le problème lié à l'équilibre des charges pour des circuits de convertisseur multiniveau par établissement d'un procédé de commande qui sélectionne un motif ou un ensemble essentiellement optimal d'états de commutation qui fait passer les condensateurs flottants à un état d'équilibre des charges ou maintient l'état de charge courant à chaque fois qu'un niveau de tension au niveau d'un nœud de sortie est sélectionné quel que soit l'état ou les états de commutation qui ont été utilisés dans le passé. Par conséquent, des modes de réalisation de circuit de convertisseur multiniveau de l'invention permettent de sélectionner un état de commutation différent ou un niveau de tension de sortie différent à chaque cycle de commutation sans qu'il soit nécessaire de garder une trace d'un quelconque état de commutation ou séquence d'états de commutation antérieurs. D'autres avantages comprennent des performances transitoires améliorées rendues possibles selon le nouveau procédé d'équilibrage des charges.