使模块化转换器系统内的电流平衡技术方案

使模块化转换器系统内的电流平衡。为了在模块化转换器系统的并联的第一逆变器单元和第二逆变器单元之间提供电流平衡，系统控制器被配置为基于在所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元的相位输出节点处的相应的电压来确定选通驱动器偏移值。所述系统控制器基于所确定的选通驱动器偏移值针对所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元来控制选通驱动器。进而，所述选通驱动器用后续驱动信号驱动所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元，使得由所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元在产生同相电力输出时提供的电流的量被平衡。

【技术实现步骤摘要】
使模块化转换器系统内的电流平衡
本公开一般地涉及电力管理，并且更具体地，涉及使模块化转换器架构内的并联逆变器之间的电流平衡。
技术介绍
现代载具使用大量的电子装置、电机、加热器以及其它电动设备。电动机尤其普遍存在于现代载具(包括飞机)中，并且驱动从液压泵到机舱风扇的一切。按照惯例，这些电动机中的每一个由独立的电机控制器来驱动。各个电机控制器被调整大小以能够在不过热或失效的情况下在延长时间段内承载以满功率给它相应的电机供电所需要的最大量的电流(并且通常，为了安全还包括一些附加容量)。结果，各个飞机携带许多电机控制器，其中的每一个大多数时间通常是过大的且未充分利用。换句话说，电机控制器包括足以在延长时间段内以满功率运行电机的容量外加安全余量，但是电机很少(如果有的话)以满容量运行。这是因为电机本身具有内置的一些安全余量并且因为大多数时间，电机在以更低需求方式操作(例如，机舱风扇不总是处于“高”)。另外，一些电机仅被偶尔或在特定飞行段期间使用，并且在其余时间未使用。结果，飞机的沉重昂贵的电机控制器的许多补充物在不活动或者显著地在它们的额定功率输出以下操作的情况下花费大多数它们的服务寿命。为了更好地利用电机控制器容量，模块化转换器系统能够提供能够独自或者与其它并联电机控制器并行地工作以满足电力控制需要的多个模块化、可指派的、可动态地重新配置的电机控制器。转换器系统必要时将并联连接的一个或更多个控制器连接到飞机中的各个活动的电负载，以满足现有的电力需求。增加对电机控制器的利用能够在系统重量和成本方面提供对应的减少。在模块化转换器系统的操作期间，多个并联逆变器能够并行地操作以给电动机或另一电负载供电。然而，并联逆变器的载荷可能由于逆变器的制造容差和变化以及由布线电阻和电感和/或其它连接组件所导致的寄生元件而变化。结果，用相同的驱动信号驱动并联逆变器可能导致不均匀的载荷。虽然能够使用输出端处的电感器来使来自并联逆变器中的每一个的电流平衡，但是这些电感器往往在被用在高功率应用内时是不适当大的且有损耗的。
技术实现思路
一个示例提供了一种控制包括多个并联逆变器单元的模块化转换器系统的电力输出的方法，所述多个并联逆变器单元包括具有至少第一相位输出节点的第一逆变器单元以及具有至少第二相位输出节点的第二逆变器单元。所述方法包括用初始驱动信号驱动所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元的开关元件以产生同相电力输出，以及基于在所述第一相位输出节点和所述第二相位输出节点处的相应的第一电压和第二电压来确定选通驱动器偏移值。所述方法还包括基于所确定的选通驱动器偏移值来用后续驱动信号驱动所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元的开关元件，使得由所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元在产生所述同相电力输出时提供的电流的相应的量被平衡。另一示例提供了一种模块化转换器系统，该模块化转换器系统包括系统控制器以及并联连接并且被配置为产生同相电力输出的至少第一逆变器单元和第二逆变器单元。所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元中的各个逆变器单元分别包括具有连接在其之间的相位输出节点的一对开关元件以及一对选通驱动器，各个选通驱动器被配置为从所述系统控制器接收相应的控制信号并且生成驱动信号以控制所述一对开关元件中的相应的一个的开关。所述系统控制器被配置为基于在所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元的相位输出节点处的相应的电压来确定选通驱动器偏移值，并且基于所确定的选通驱动器偏移值使用第一逆变器单元和第二逆变器单元来用后续驱动信号控制所述选通驱动器，使得由所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元在产生所述同相电力输出时提供的电流的量被平衡。另一示例提供了一种包括计算机程序代码的非暂时性计算机可读介质，所述计算机程序代码当通过一个或更多个计算机处理器的操作来执行时，执行控制包括多个并联逆变器单元的模块化转换器系统的电力输出的操作。所述多个并联逆变器单元包括具有至少第一相位输出节点的第一逆变器单元以及具有至少第二相位输出节点的第二逆变器单元。所述操作包括与多个选通驱动器进行通信以用初始驱动信号驱动所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元的开关元件以产生同相电力输出，以及基于在所述第一相位输出节点和所述第二相位输出节点处的相应的第一电压和第二电压来确定选通驱动器偏移值。所述操作还包括与所述多个选通驱动器进行通信以基于所确定的选通驱动器偏移值来用后续驱动信号驱动所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元的开关元件，使得由所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元在产生所述同相电力输出时提供的电流的相应的量被平衡。已被讨论的特征、功能和优点可以被独立地实现在各种示例中或者可以被组合在仍然其它的示例中，其另外的细节能够参照以下描述和附图被看到。附图说明为了能够详细地理解本公开的以上记载的特征，可能已通过参照示例具有以上简要地概括的本公开的更特定描述，示例中的一些被例示在附图中。然而，应当注意，附图仅例示本公开的典型示例并且因此将不被认为限制其范围，因为本公开可以承认其它同样地有效的示例。图1例示了根据一个示例的模块化转换器系统。图2例示了根据一个示例的模块化转换器系统内的控制开关网络和电力开关网络。图3A例示了根据一个示例的模块化逆变器的相桥臂内的控制电路的布置。图3B和图3C例示了根据一个示例的用于模块化逆变器的控制电路内的积分器的布置。图3D例示了根据一个示例的多相模块化转换器系统内的多个逆变器的布置。图4例示了根据一个示例的控制包括多个并联逆变器单元的模块化转换器系统的电力输出的方法。图5和图6例示了根据一个示例的确定选通驱动器偏移值的方法。为了方便理解，已经在可能的情况下使用相同的附图标记，以指定为图所共有的相同的元件。设想了可以在没有特定记载的情况下在其它示例上有利地利用一个示例中所公开的元件。除非具体地指出，否则这里参照的例示不应该被理解为按比例绘制。另外，为了呈现和说明的清楚，附图常常被简化并且细节或组件被省略。附图和讨论用来说明在下面所讨论的原理，其中相同的名称表示相同的元件。具体实施方式为了在模块化转换器系统的并联的第一逆变器单元和第二逆变器单元之间提供电流平衡，系统控制器被配置为基于在所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元的相位输出节点处的相应的电压来确定选通驱动器偏移值。所述系统控制器基于所确定的选通驱动器偏移值针对所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元来控制选通驱动器。进而，所述选通驱动器用后续驱动信号驱动所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元，使得由所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元在产生同相电力输出时提供的电流的量被平衡。在一些示例中，所述系统控制器针对第一逆变器单元和第二逆变器单元中的每一个来计算相应的施加的伏特秒值，并且选通驱动器偏移值基于相应的计算出的施加的伏特秒值之间的差。可以在逆变器单元的特定开关循环期间获取所计算出的施加的伏特秒值。在一些示例中，所述模块化转换器系统还包括与第一逆变器单元和第二逆变器单元中的每一个的相位输出节点连接的一个或更多个积分器。各个积分器对在相位输出节点中的一个处相对于至少一个基准电压的输出电压进行积分。参照图1和图2，模块化转换器系统100能够控制并联模块化逆变器125(也为“逆变器模块”、“逆变器单元”本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制包括多个并联逆变器单元(125)的模块化转换器系统(100、200)的电力输出的方法(400)，所述多个并联逆变器单元包括具有至少第一相位输出节点(340‑1)的第一逆变器单元(125A)以及具有至少第二相位输出节点(340‑4)的第二逆变器单元(125B)，所述方法包括以下步骤：用初始驱动器信号(326‑1、326‑2)驱动(405)所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元的开关元件(330‑1、330‑2)以产生同相电力输出(215‑1)；基于在所述第一相位输出节点和所述第二相位输出节点处的相应的第一电压和第二电压来确定(415)选通驱动器偏移值(310)；以及基于所确定的选通驱动器偏移值来用后续驱动信号(326‑1、326‑2)驱动(425)所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元的所述开关元件，使得由所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元在产生所述同相电力输出时提供的电流的相应的量被平衡。

【技术特征摘要】
2016.02.29 US 15/055,8281.一种控制包括多个并联逆变器单元(125)的模块化转换器系统(100、200)的电力输出的方法(400)，所述多个并联逆变器单元包括具有至少第一相位输出节点(340-1)的第一逆变器单元(125A)以及具有至少第二相位输出节点(340-4)的第二逆变器单元(125B)，所述方法包括以下步骤：用初始驱动器信号(326-1、326-2)驱动(405)所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元的开关元件(330-1、330-2)以产生同相电力输出(215-1)；基于在所述第一相位输出节点和所述第二相位输出节点处的相应的第一电压和第二电压来确定(415)选通驱动器偏移值(310)；以及基于所确定的选通驱动器偏移值来用后续驱动信号(326-1、326-2)驱动(425)所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元的所述开关元件，使得由所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元在产生所述同相电力输出时提供的电流的相应的量被平衡。2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述选通驱动器偏移值的步骤包括：针对所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元中的每一个来计算(535)相应的施加的伏特秒值(312)，其中，所述选通驱动器偏移值基于计算出的所述相应的施加的伏特秒值之间的差。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一相位输出节点和所述第二相位输出节点中的每一个与所述模块化转换器系统的至少一个积分器(335-1、335-2)连接，其中，确定所述选通驱动器偏移值的步骤包括：使用所述至少一个积分器来对相对于至少一个基准电压(VDC+、VDC-)的所述第一电压和所述第二电压中的每一个进行积分。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个基准电压包括系统地。5.根据权利要求3所述的方法，其中，对所述第一电压和所述第二电压中的每一个进行积分在所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元的开关循环期间发生，所述方法还包括：在所述开关循环完成时重置(525)所述积分器。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述积分器的重置在检测到(515)提供给所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元的选通驱动器的控制信号(345A、345B)的上升沿时发生。7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个积分器包括第一积分器和第二积分器(335A、335B)，所述方法还包括：在所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元的第一开关循环期间使用所述第一积分器来对所述第一电压和所述第二电压中的每一个进行积分(605)；以及在所述第一逆变器单元和所述第二逆变器单元的第二开关循环期间使用所述第二积分器来对所述第一电压和所述第二电压中的每一个进行积分(625)。8.一种模块化转换器系统(100、200)，所述模块化转换器系统包括：系统控制器(105)；以及并联连接并且被配置为产生同相电力输出(215-1、215-2、215-3)的至少第一逆变器单元和第二逆变器单元(125A、125B)，所述第一逆变器单元和所述第二逆变器...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·科罗拉克，刘生义，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US