功率转换系统及其方法技术方案

本申请公开了一种功率转换系统，包括至少一个转换单元，其包括转换器单元和第一功率接口板；至少一个测量单元，其包括测量板和第二功率接口板；以及控制器，包括处理单元和与所述处理单元，以及所述第一功率接口板和所述第二功率接口板通信的第三功率接口板，其中所述第三功率接口板与所述第一和第二功率接口板之间的至少一些通信具有独立的带宽。

【技术实现步骤摘要】
功率转换系统及其方法
本公开总体上涉及电力电子系统，更具体地涉及功率转换系统及其控制方法。
技术介绍
功率转换系统可以将电能从AC转换成DC或DC到AC或可以仅仅改变电压或频率。功率转换系统通常用于例如风力和太阳能发电系统。例如，控制系统用于控制功率转换系统。传统的控制系统控制频率有限。随着用于功率转换系统的宽带隙(WBG)功率半导体器件的不断发展，需要更高的控制频率来充分利用这些器件的优点。
技术实现思路
在一个实施例中，本公开提供了一种功率转换系统，包括至少一个转换单元，其包括转换器单元和第一功率接口板；至少一个测量单元，其包括测量板和第二功率接口板；以及控制器，包括处理单元和与所述处理单元，以及所述第一功率接口板和所述第二功率接口板通信的第三功率接口板，其中所述第三功率接口板与所述第一和第二功率接口板之间的至少一些通信具有独立的带宽。在另一个实施例中，本公开提供一种控制功率转换系统的方法，包括：101)对来自转换器单元和测量板的模拟信号进行采样，并将转换器单元和测量单元模拟信号转换成转换器单元和测量单元数据；102)将转换器单元数据从第一功率接口板发送到第三功率接口板，并将测量单元数据从第二功率接口板发送到第三功率接口板；103)将所述转换器单元和测量单元数据从所述第三功率接口板发送到处理单元；104)经由处理单元计算转换器单元的开关状态和相应时刻；105)向第三功率接口板发送相应的命令信号，然后发送到第一功率接口板；106)在转换器单元执行相应的命令信号。在另一个实施例中，本公开提供了一种控制系统，包括至少一个第一功率接口板；至少一个第二功率接口板；以及控制器，包括处理单元和用于以超过1Gbps通信或数据交换速度与处理单元进行通信，并与第一功率接口板和第二功率接口板通信的第三功率接口板。附图说明通过参照附图阅读以下详细描述，本专利技术的这些和其它特征、方面及优点会变得更好理解，在附图中，相似的元件标号在全部附图中用于表示相似的部件，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的功率转换系统的示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的功率转换系统的控制方法流程图；图3是根据本专利技术一个实施例的功率转换系统的控制系统的时序图。具体实施方式为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本专利技术所要求保护的主题，下面结合附图详细描述本专利技术的具体实施方式。在以下对这些具体实施方式的详细描述中，本说明书对一些公知的功能或构造不做详细描述以避免不必要的细节而影响到本专利技术的披露。除非另作定义，本权利要求书和说明书中所使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中所使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“前部”“后部”“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“或”等词语表示包括性的，并且是指所列出的项目中的一个或全部。“包括”或者“具有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“具有”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接或偶联，不管是直接的还是间接的。本专利技术的实施例在这里可依据功能组件和多种处理步骤描述。应当理解的是，这些功能组件可通过配置任意数量的硬件、软件和/或固件组件以实现特定功能。例如，本专利技术的实施例可使用多种集成电路组件，如记忆元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表或类似的，其可在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下，执行控制器的多种功能。另外，本专利技术的具体实施方式可以与现实中任意数量的数据传输协议相结合。此外，这里所述的系统仅仅阐述了一种典型实施例。参考附图的图1，功率转换系统100包括至少一个转换单元10，其包括转换器单元11和第一功率接口板12；至少一个测量单元20，包括测量板21和第二功率接口板22；以及控制器30，其包括处理单元31，和与处理单元31，第一功率接口板12和第二功率接口板22通信的第三功率接口板32，其中第三功率接口板32和第一和第二功率接口板12,22的至少一些通信具有独立的带宽。与常规功率转换通信方法不同的是，(全部)通信线路共享相同带宽的，在本文所述的实施例中，使用独立带宽。通过使用独立带宽，系统控制率提高了。在一个具体实施例中，第三功率接口板32和各个第一和第二功率接口板12，22之间的至少一些通信是以独立的带宽完成的。在更具体的实施例中，第三功率接口板32和各个第一和第二功率接口板12，22之间的每个通信都是以独立的带宽完成的。如本文所使用的，“独立带宽”是指在不同模块之间没有带宽共享的点对点通信。处理单元31还可以包括中央处理单元(CPU)31或现场可编程门阵列(FPGA)或能够处理数据的任何其它电子单元。第三功率接口板32也可以被称为主功率接口板(主PIB)，类似地，第一功率接口板12和第二功率接口板22可以被称为副功率接口板(副PIB)。为了便于查看，转换单元标记为模组1,2,3...n，测量板标记为MD1，2，3...n。第一，第二和第三PIB具有数据传输功能。第一电源和第二功率接口板12和22将模拟数据转换为数字数据，反之亦然。为了实现数据转换功能，第一和第二PIB可以包括诸如CPU，FPGA(现场可编程门阵列)或任何其他电子单元的控制单元以控制数据和信号。第三功率接口板32可以经由高速接口(未示出)与处理单元31通信，所述高速总线或接口(例如多通道外围组件互连快速接口(PICe)41)以超过1Gbps通信或数据交换速度通信，在本实施例中可以实现高达10Gbps的速度。PCIExpress(外围组件互连高速)，正式简称为PCIe或PCI-e，是一种高速串行计算机扩展总线标准，可在主流个人电脑上使用。一条通道由两个差分信号对组成，一对用于接收数据，另一对用于发送。因此，每个通道包括四条导线或信号迹线。在概念上，每个通道用作全双工字节流，在链路的端点之间的两个方向同时传输八位“字节”格式的数据分组。物理PCIExpress链路可能包含一个到32个通道，更确切地说是1,2,4,8,12,16或32个通道。PICe被用于CPU和主PIB之间的高速通信。第三功率接口板32可以通过与具有1,2,3或更多链路的光纤通信与第一和第二功率接口板12和22通信，如双光纤双工通信42。在一个实施例中披露，100MHz或更高的波特率用于此通信。双光纤双工通信42使用双光缆。双光缆包括两束玻璃或塑料纤维。通常以“zipcord”构造格式出现，该光缆通常用于需要单独发送和接收的设备之间的双工通信。在这种双工通信中，它具有数据错误检查的机制，当发生错误时数据将被重新发送。在一个实施例中，每个转换器单元10包括用于将AC转换为DC或将DC转换为AC的A/D电路，其包括其中的至少一个碳化硅(SiC)MOSFET器件，例如SiCMOSFETH桥模块。在一个实施例中，转换器单元采用混合模块(与混合SiC和Si器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率转换系统，包括：至少一个转换单元，包括转换器单元和第一功率接口板；至少一个测量单元，包括测量板和第二功率接口板；和控制器，包括处理单元和第三功率接口板，用于与所述处理单元通信并与所述第一功率接口板和所述第二功率接口板通信，其中所述第三功率接口板与所述第一和第二功率接口板之间的至少一些通信具有独立的带宽。

【技术特征摘要】
1.一种功率转换系统，包括：至少一个转换单元，包括转换器单元和第一功率接口板；至少一个测量单元，包括测量板和第二功率接口板；和控制器，包括处理单元和第三功率接口板，用于与所述处理单元通信并与所述第一功率接口板和所述第二功率接口板通信，其中所述第三功率接口板与所述第一和第二功率接口板之间的至少一些通信具有独立的带宽。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：其中所述第三功率接口板被配置为以超过1Gbps通信或数据交换速度与所述处理单元进行通信。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：其中所述第三功率接口板被配置为经由外围组件互连快速接口与所述处理单元进行通信。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第三功率接口板被配置为经由双光纤双工通信与所述第一功率接口板和所述第二功率接口板通信。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述转换器单元包括至少一个SiCMOSFET。6.一种控制功率转换系统的方法，包括：从转换器单元和测量板采样模拟信号，并将转换器单元和测量单元模拟信号转换为转换器单元和测量单元数据；将转换器单元数据从第一功率接...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘宏武，蒋鑫，沈捷，朱丹，李晓红，戴健，施罗德·斯蒂芬，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US