供高频电力转换器使用的高功率馈通制造技术

技术编号:21805831 阅读:32 留言:0更新日期:2019-08-07 12:18
馈通包括凸缘,凸缘包括内圆柱表面和平面安装表面。内圆柱表面定义凸缘内的圆柱通道。馈通还包括被安装在凸缘的平面安装表面上的印刷电路板(“PCB”),以及贯穿凸缘的圆柱通道的导电元件。

High Power Feedback for High Frequency Power Converter

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】供高频电力转换器使用的高功率馈通
技术介绍
本公开的领域一般涉及射频(RF)馈通,并且更具体来说,涉及供高频电力电子系统使用的高功率馈通。至少一些馈通在大规模电力电子系统中用于将电流从电源通过外壳传导到外壳内的系统。具体来说,一些馈通用于将电流从光伏(“PV”)阵列通过机柜传导到机柜内容纳的电力逆变器。在机柜内,电力逆变器将直流电流转换成交流电流、将直流电流转换成直流电流、将交流电流转换成直流电流,或将交流电流转换成交流电流,以供用作电力。许多已知的电力逆变器包括快速开关半导体开关元件,诸如碳化硅(“SiC”)和氮化镓开关元件。此类快速开关半导体开关元件能够降低开关损耗、允许增加的开关频率,并且因此提供胜过更常规的电力逆变器的优点。然而,快速开关电力逆变器的更快开关转变和更大开关频率可能导致产生不期望的高频电磁能量,其可在电力线上以及连接到PV阵列的其他结构流回,使得电力线充当无意的天线传送器。
技术实现思路
在一方面,提供了一种馈通。馈通包括凸缘,凸缘包括内圆柱表面和平面安装表面。内圆柱表面定义凸缘内的圆柱通道。馈通还包括被安装在平面安装表面上的印刷电路板(“PCB”),以及贯穿圆柱通道的导电元件。在另一方面,提供了一种发电系统。该发电系统包括电源、耦合到电源的电力线、壳体、被安装在壳体内的电力逆变器,以及穿过壳体并将电力线电耦合到电力逆变器的馈通。馈通包括凸缘,凸缘包括内圆柱表面和平面安装表面。内圆柱表面定义凸缘内的圆柱通道。馈通还包括被安装在平面安装表面上的PCB,以及贯穿圆柱通道的导电元件。在另一方面,提供了一种用作馈通的一部分的PCB。PCB包括具有第一半径的第一导电环、具有大于第一半径的第二半径的第二导电环,以及具有大于第二半径的第三半径的第三导电环。PCB还包括第一导电环和第二导电环之间电耦合的第一多个电容器,以及第二导电环和第三导电环之间电耦合的第二多个电容器。附图说明当参考附图阅读以下详细描述时,本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解,其中遍及附图,相同的字符表示相同的部分,其中:图1是包括馈通的示例性电力转换系统的框图;图2是图1中所示的馈通的横截面视图;图3是可供图2中所示的馈通使用的示例性凸缘的顶视图;图4是图3中所示的凸缘的侧视图;图5是图2的馈通中所示的示例性印刷电路板的顶视图;以及图6是图5中所示的印刷电路板的电路示意图。除非另有指示,否则本文提供的附图旨在说明本公开的实施例的特征。相信这些特征可适用于包括本公开的一个或多个实施例的广泛的各种系统。因此,附图并不旨在包括本领域普通技术人员已知的、实践本文公开的实施例所需的所有常规特征。具体实施方式在以下说明书详细描述和权利要求书中,将对许多术语进行参考,这些术语应被定义为具有以下含义。除非上下文另有明确规定,否则单数形式“一”,“一个”和“该”包括复数的引用。“可选的”或“可选地”意指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生,并且该描述包括其中事件发生的实例和其中事件不发生的实例。如本文遍及说明书和权利要求书所使用的近似语言可适用于修饰可允许变化而不会导致它所涉及的基本功能中的变化的任何定量表示。因此,由诸如“大约”和“大体上”之类的一个或多个术语修饰的值并非要限制于指定的精确值。在至少一些情况下,近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精度。除非上下文或语言另有指示,否则此处以及遍及说明书和权利要求书,范围限制可被组合和/或互换,此类范围被标识并包括其中包含的所有子范围。本公开的实施例涉及高电压和高电流馈通。通常,直流电流由光伏(“PV”)阵列生成,并通过电力线流到馈通。在馈通处,电流穿过容纳诸如碳化硅(“SiC”)或氮化镓电力逆变器的快速开关电力转换器的机柜。快速开关电力逆变器将直流电流转换成交流电流。然而,在该过程中,生成高频噪声。高频噪声流回到馈通中,其中它通过被安装在馈通的印刷电路板(“PCB”)上的多个电容器分流到地。因此,馈通显著减少了高频噪声到将馈通耦合到PV阵列的电力线上的流动,并且进而降低了该线充当无意的天线传送器的能力。馈通还促进高功率DC信号到快速开关电力逆变器的传送。虽然本文中一般针对光伏阵列(“PV阵列”)进行了描述,但是本文描述的系统可适用于任何类型的发电系统,包括例如太阳能发电系统、风力涡轮机、燃料电池、地热发电机、水力发电机和/或从可再生和/或不可再生能源发电的其他装置。图1是示例性发电系统100的透视图。发电系统100包括电源102、诸如电力逆变器104的电力转换器、机柜106、第一馈通108和第二馈通110。电源102包括诸如PV阵列的电源和/或任何其他合适的发电系统。因此,电源102收集太阳能并将所收集的太阳能转换成电能。特别地,电源102将太阳能转换成直流电流。电力逆变器104将直流电流转换成交流电流。更具体来说,电力逆变器104包括一个或多个电力半导体开关元件(未示出),并且通过一个或多个半导体开关元件的开关动作将直流电流转换成交流电流。电力逆变器104可生成无意的高频噪声作为副产物。机柜106是用于电力逆变器104的保护外壳。机柜106电接地并且包括导电材料,诸如特定的金属或几种金属的合金。第一馈通108和第二馈通110是电馈通(如下面参考图2所述)。第一馈通108在第一端114处通过电力线116电耦合到电源102。第一馈通108在第二端118处电耦合到电力逆变器104。类似地,第二馈通110在第一端120处通过电力线122电耦合到电源102。第二馈通110在第二端124处还电耦合到电力逆变器104。图2是诸如第一馈通108或第二馈通110的示例性馈通200的横截面视图。馈通200包括凸缘202、印刷电路板(“PCB”)204和导电元件206,诸如细长的导电元件。图3是凸缘202的顶视图。图4是凸缘202的侧视图。如针对两个图所示,凸缘202包括外环部分302和内环部分304。外环部分302具有半径R1,并且内环部分304具有半径R2,其中R1大于R2。内环部分304耦合到外环部分302或与外环部分302成一体,并且轴向远离外环部分302而延伸。因此,在横截面中,凸缘202是“T”形的。外环部分302中包括多个螺栓孔,诸如螺栓孔306、308、310、312、314、316、318和320。凸缘202还包括圆柱内表面301,其定义凸缘202内的圆柱通道303。如下面更详细描述的,圆柱通道303接纳导电元件206。凸缘202还包括平面安装表面402,其接纳PCB204。在示例性实施例中,凸缘202是绝缘体或具有电绝缘性质。例如,在一些实施例中,凸缘202由FR-4G10玻璃增强型环氧树脂层压材料制成。图5是PCB204的顶视图。在示例性实施例中,PCB204是环形的并且具有外半径R3,其等于凸缘202的外环部分302的半径R1(如图3中所示)。如同凸缘202,PCB204包括圆柱内表面502,其定义PCB204内的圆柱通道504。此外,如同凸缘202的圆柱通道303(图3中所示),PCB204的圆柱通道504接纳导电元件206。在下面也会更详细地描述这种连接。PCB204还包括第一导电环506、第二导电环508和第三导电环510。第一导电环506同心地设置在第二导电环5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种馈通,包括:电绝缘凸缘,所述电绝缘凸缘包括内圆柱表面,所述内圆柱表面定义圆柱通道,所述凸缘还包括平面安装表面;印刷电路板,所述印刷电路板被安装在所述平面安装表面上;以及导电元件,所述导电元件贯穿所述圆柱通道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.28 US 15/3378411.一种馈通,包括:电绝缘凸缘,所述电绝缘凸缘包括内圆柱表面,所述内圆柱表面定义圆柱通道,所述凸缘还包括平面安装表面;印刷电路板,所述印刷电路板被安装在所述平面安装表面上;以及导电元件,所述导电元件贯穿所述圆柱通道。2.如权利要求1所述的馈通,其中所述印刷电路板包括具有第一半径的第一导电环、具有大于所述第一半径的第二半径的第二导电环,以及具有大于所述第二半径的第三半径的第三导电环。3.如权利要求2所述的馈通,其中所述印刷电路板还包括所述第一导电环和所述第二导电环之间电耦合的第一多个电容器。4.如权利要求3所述的馈通,其中所述印刷电路板还包括所述第二导电环和所述第三导电环之间电耦合的第二多个电容器。5.如权利要求4所述的馈通,其中所述第一导电环配置成将电流通过所述第一多个电容器传导到所述第二导电环并且通过所述第二多个电容器传导到所述第三导电环。6.如权利要求5所述的馈通,其中所述第三导电环配置成将所述电流传导到地。7.如权利要求5所述的馈通,其中所述第三导电环将所述电流通过多个螺栓传导到地。8.如权利要求4所述的馈通,其中所述第一多个电容器的每个电容器串联电耦合到所述第二多个电容器的对应电容器。9.如权利要求4所述的馈通,其中所述第一多个电容器彼此并联电耦合,并且其中所述第二多个电容器彼此并联电耦合。10.如权利要求1所述的馈通,其中所述印刷电路板将所述导电元件上流动的交流电流传导到地。11.如权利要求1所述的馈通,其中所述印刷电路板还定义多个螺栓孔。12.如权利要求1所述的馈通,其中所述印刷电路板还包括多个电压平衡电阻器。13.如权利要求2所述的馈通,其中所述细长导电元件电连接到所述第一导电环。14.如权利要求1所述的馈通,其中所述印刷电路...

【专利技术属性】
技术研发人员:MJ舒滕RJ托马斯MH托多罗维奇
申请(专利权)人:通用电气公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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