一种功率变换器装置，例如双向变换或在线互动式ＵＰＳ，其包含第一和第二ＤＣ电压母线以及耦合到所述第一和第二ＤＣ电压母线、产生多相ＡＣ输出的多相ＤＣ至ＡＣ变换器电路。该装置进一步包含控制电路，该控制电路与所述多相ＤＣ至ＡＣ变换器电路相关联并被配置为：对与所述多相ＡＣ输出相关联的相分量中的关系做出响应地、相对于参考电压对所述第一和第二ＤＣ电压母线的ＤＣ电压范围进行变动。这些分量可包含例如实际相电压或由其产生多相ＡＣ输出的调制命令（例如计数值）。参考电压可以为中性点电压，例如合成中性点电压或接收ＡＣ输出的负载的实际中性点电压。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种功率变换装置和方法，特别是从DC连接产生多相AC输出的功率变换装置和方法。
技术介绍
不间断电源(UPS)普遍用于向提供关键功能的电子设备——例如计算机系统、电信系统和医疗设备——提供经调节的和/或备用的电源。在公用供电网停电或衰减的情况下，UPS典型地可从例如电池、发电机或燃料电池等后备电源提供AC电能。某些UPS系统采用了从DC连接上的DC电压产生AC电压的结构。如图1所示，典型的传统双向变换UPS 100包含从例如公用电力网等AC电源10接收AC电能的整流器110，整流器110在DC连接115上产生DC电压。UPS 100还包含逆变器120，逆变器120由DC连接115上的DC电压产生施加到负载20上的AC输出。DC连接115典型地包含第一和第二母线，第一和第二母线上各自的电压典型地在AC输出的中性点的正侧和负侧被平衡。后备或附加电能可由例如电池等备用DC电源130通过DC连接提供。图2示出了传统的“在线互动”UPS结构。在线互动UPS 200包含逆变器/充电器电路220，逆变器/充电器电路220被配置为耦合到AC电源10和负载20。当AC电源10停电或衰减时，逆变器/充电器电路220起到逆变器的作用，从通过DC连接215耦合到逆变器/充电器电路220的例如电池等备用DC电源230产生AC电压为负载20供电。当AC电源10处于正常状态时，逆变器/充电器电路220可起到整流器的作用，通过DC连接215向备用电源230提供充电电流。与图1所示的双向变换结构相类似，DC连接215典型地包含第一和第二母线，第一和第二母线各自的电压典型地在AC输出/输入中性点的正侧和负侧被平衡。
技术实现思路
根据本专利技术的某些实施例，功率变换装置——例如UPS——包含第一和第二DC电压母线以及多相DC至AC变换器电路，多相DC至AC变换器电路耦合到第一和第二DC电压母线并产生多相AC输出。该装置还包含控制电路，该控制电路与多相DC至AC变换器电路有效关联，并被配置为对与多相AC输出相关联的相分量中的关系做出响应地相对于参考电压对第一和第二DC电压母线的DC电压范围进行变动。举例而言，参考电压可以为对于多相AC输出的中性点电压，例如从这些相得出的合成中性点电压或实际中性点电压。在某些实施例中，控制电路被配置为对多相AC输出的相电压做出响应地相对于参考电压对第一和第二DC电压母线的DC电压范围进行变动。在其他实施例中，控制电路可被配置为对相调制命令(例如调制计数)做出响应地相对于参考电压对第一和第二DC电压母线的DC电压范围进行变动，其中，由所述相调制命令产生多相AC输出。这类调制命令可以是相调节器输出，例如用于脉宽调制器的调节器的输出，其中，所述脉宽调制器驱动多相AC输出。根据本专利技术进一步的实施形态，多相DC至AC变换器电路包含驱动多相AC输出各相的各个半桥电路。控制电路提供半桥电路中至少一个的不连续调制。在本专利技术更进一步的实施例中，该装置可包含AC至DC变换器电路，AC至DC变换器电路由AC输入在第一和第二DC电压母线之间产生DC电压。控制电路可对与AC输入及多相AC输出相关联的相分量中的关系做出响应地对第一和第二DC电压母线之间的DC电压范围进行变动。控制电路还可进一步对与AC输入及多相AC输出相关联的相分量中的关系做出响应地对第一和第二电压母线之间的DC电压进行调节。在本专利技术的特定实施例中，控制电路在与AC输入和/或AC输出相关联的相分量中确定最大相电压和最小相电压，以便基于所确定的最大和最小相分量之间的差值来调节第一和第二DC电压母线之间的DC电压，并基于所确定的最大和最小值的相对大小、相对于参考电压对第一和第二DC电压母线之间的DC电压范围进行变动。控制电路可进一步调节第一和第二DC电压母线之间的DC电压，使得第一和第二DC电压母线之间电压的大小至少与所确定的最大和最小相分量之间差值的大小一样大。控制电路也可与最大和最小相分量的相对大小成比例地、相对于中性点电压保持第一和第二DC电压母线上的电压的相对大小。控制电路还可使第一和第二DC电压母线的电压与AC输出和/或AC输入的相电压极值所确定的包络一致。在附加实施例中，DC至AC变换器电路包含逆变器电路，该逆变器电路对逆变器控制信号做出响应地将AC输出有选择地耦合至第一和第二DC电压母线。控制电路包含对与多相AC输出相关联的相分量中的关系做出响应地产生逆变器控制信号的控制电路。逆变器电路可对脉宽调制控制信号做出响应地将第一和第二DC电压母线有选择地耦合至AC输出，并且，控制电路可包含PWM计数发生器、零序偏置发生器以及PWM信号发生器。PWM计数发生器对电压参考信号做出响应地产生PWM计数。零序偏置发生器对与多相AC输出相关联的相分量中的关系做出响应地产生零序偏置。PWM信号发生器根据零序偏置对PWM计数进行偏置并由偏置后的PWM计数产生脉宽调制控制信号。逆变器电路可包含对各自的脉宽调制控制信号做出响应地、将第一和第二DC电压母线有选择地耦合至AC输出各相的各个半桥电路。PWM计数发生器可对电压参考信号做出响应地为AC输出的各相产生各自的PWM计数，并且，PWM信号发生器可根据零序偏置对PWM计数进行偏置，并从各个偏置后的PWM计数产生各自的脉宽调制控制信号。脉宽调制控制信号可包含第一脉宽调制控制信号。控制电路可包含中性点桥式电路(neural bridge circuit)，该桥式电路对第二脉宽调制控制信号做出响应地将第一和第二DC电压母线有选择地耦合至中性点。PWM信号发生器可由偏置后的PWM计数产生第二脉宽调制控制信号。根据本专利技术的某些实施例，在从包含第一和第二DC电压母线的DC连接上的DC电压产生多相AC输出的多相功率变换器中，对与多相AC输出相关联的相分量中的关系做出响应地相对于用于多相AC输出的参考电压对第一和第二DC电压母线之间的电压范围进行变动。可对多相AC输出的相电压中的关系做出响应地相对于参考电压变动第一和第二DC电压母线之间的电压范围。相分量可包含相调制命令，其中，由所述相调制命令产生多相AC输出。附图说明图1为一原理图，其示出了传统的双向变换UPS；图2为一原理图，其示出了传统的在线互动UPS；图3为一原理图，其示出了根据本专利技术某些实施例的功率变换装置；图4为一原理图，其示出了根据本专利技术进一步的实施例的双向变换功率变换装置；图5为一原理图，其示出了根据本专利技术进一步的实施例的双向变换功率变换装置；图6为一流程图，其示出了在根据本专利技术某些实施例的功率变换装置中用于调节DC连接的典型运行；图7为一原理图，其示出了根据本专利技术进一步的实施例、用于功率变换装置的典型控制环结构；图8为一原理图，其示出了根据本专利技术进一步的实施例、用于功率变换装置的典型控制结构；图9A-9E为图表，其示出了与传统功率变换器的仿真运行形成对比的、根据本专利技术进一步的实施例的功率变换仿真运行；图10为一原理图，其示出了根据本专利技术进一步的实施例的典型UPS。具体实施例方式下面参照附图介绍本专利技术具体的典型实施例。然而，本专利技术可用许多不同的形式实施，且不应被认为限于这里给出的实施例，相反，给出这些实施例是为了使本公开更为彻底、完善并能向本领域技术人员充分传达本本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种功率变换装置，其包含：第一和第二ＤＣ电压母线；多相ＤＣ至ＡＣ变换器电路，该电路耦合至所述第一和第二ＤＣ电压母线并产生多相ＡＣ输出；以及控制电路，该电路与所述多相ＤＣ至ＡＣ变换器电路有效关联，并被配置为对与所述多相 ＡＣ输出相关联的相分量中的关系做出响应地、相对于参考电压对所述第一和第二ＤＣ电压母线的ＤＣ电压范围进行变动。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：JG特蕾西，HE普菲策尔，
申请(专利权)人：伊顿动力品质公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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