具有宽DC电压范围的功率变换器制造技术

技术编号:25696959 阅读:44 留言:0更新日期:2020-09-18 21:09
根据本公开的一个方面,提供一种装置,所述装置包括连接到第一变压器的第一侧的第一功率变换器级,以及连接到第二变压器的第一侧的第二功率变换器级。所述装置还包括连接到所述第一变压器的第二侧和所述第二变压器的第二侧的交织多桥电路。所述装置还包括控制器,所述控制器用于以并联模式和串联模式操作所述交织多桥电路,在所述并联模式中,所述第一和第二变压器的所述第二侧在所述交织多桥电路的DC端子处并联,在所述串联模式中,所述第一和第二变压器的所述第二侧在所述DC端子处串联。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有宽DC电压范围的功率变换器优先权要求本专利技术要求2018年6月13日递交的第16/007,750号美国申请案的在先申请优先权,该在先申请的内容以全文引入的方式并入本文本中,该在先申请要求2018年2月15日递交的第62/631,226号美国临时申请案的在先申请优先权,该在先申请的内容以全文引入的方式并入本文本中。
本公开大体上涉及电功率变换器的领域。
技术介绍
电功率变换器包括AC到DC功率变换器以及DC到DC功率变换器。电功率变换器具有广泛的用途,包括但不限于给电池充电和向电子设备提供功率。由于高电压和电流,电功率变换器具有潜在危险。变压器可用于在两个电路之间提供电隔离。例如,电功率变换器可以含有变压器以在输入端子与输出端子之间提供电隔离。
技术实现思路
根据本公开的一个方面,提供一种装置,所述装置包括:第一功率变换器级,用于在其第一端口与第二端口之间传输功率;第二功率变换器级,用于在其第一端口与第二端口之间传输功率;交织多桥电路,连接到第一变压器和第二变压器,其中所述交织多桥电路包括三个或更多个桥并且具有直流电(directcurrent,DC)端子;以及控制器,耦合到所述交织多桥电路、所述第一功率变换器级和所述第二功率变换器级,其中所述控制器用于以并联模式操作所述交织多桥电路,在所述并联模式中,所述第一和第二变压器的侧在所述DC端子处并联从而使得所述DC端子处的第一电压等于所述第一变压器的所述侧上的第二电压以及所述第二变压器的所述侧上的第三电压。任选地,在前述方面中,所述控制器还用于以全桥模式操作所述第一功率变换器级和所述第二功率变换器级。任选地,在前述方面中,所述控制器还用于以半桥模式操作所述第一功率变换器级和所述第二功率变换器级。任选地,在前述方面中,所述第一功率变换器级是第一双有源桥(dualactivebridge,DAB)并且所述第二功率变换器级是第二双有源桥(dualactivebridge,DAB),其中所述控制器还用于以对称相移选通控制模式或双相移控制模式操作所述第一和第二DAB。任选地,在前述方面中,所述第一功率变换器级是第一谐振变换器并且所述第二功率变换器级是第二谐振变换器,其中所述控制器还用于以对称调频选通控制模式操作所述第一和第二谐振变换器。任选地,在前述方面中,所述控制器还用于以脉冲跳跃模式操作所述第一和第二功率变换器级。任选地,在前述方面中,所述装置还包括一个或多个AC到DC整流器,连接到所述第一功率变换器级的输入端和所述第二功率变换器级的输入端。任选地,在前述方面中,所述第一变压器具有第一侧和第二侧;所述第二变压器具有第一侧和第二侧;所述第一功率变换器级具有连接到所述第一变压器的所述第一侧的第一端口并且具有第二端口;所述第二功率变换器级具有连接到所述第一变压器的所述第一侧的第一端口并且具有第二端口;所述交织多桥电路连接到所述第一变压器的所述第二侧和所述第二变压器的所述第二侧;并且所述控制器还用于以串联模式操作,在所述串联模式中,所述第一和第二变压器的所述第二侧在所述DC端子处串联从而使得所述DC端子处的第四电压是所述第一变压器的所述第二侧上的第五电压和所述第二变压器的所述第二侧上的第六电压的总和。根据本公开的另一方面,提供一种操作功率变换器的方法,所述方法包括:控制第一高频变换器以在第一端口与第二端口之间传输功率;控制第二高频变换器以在第一端口与第二端口之间传输功率;以及以串联模式控制连接到第一变压器的侧和第二变压器的侧的交织多桥电路,在所述串联模式中,所述第一和第二变压器的所述侧在所述交织多桥电路的DC端子处串联从而使得所述DC端子处的第一电压是所述第一变压器的第二侧上的第二电压和所述第二变压器的第二侧上的第三电压的总和,其中所述交织多桥电路包括三个或更多个桥。任选地,在任何前述方面中,所述方法还包括以全桥模式操作所述第一高频变换器和所述第二高频变换器,同时以所述串联模式或以并联模式操作所述交织多桥电路。任选地,在任何前述方面中,所述方法还包括以半桥模式操作所述第一高频变换器和所述第二高频变换器,同时以并联模式或以所述串联模式操作所述交织多桥电路。任选地,在任何前述方面中,所述第一高频变换器是第一双有源桥(dualactivebridge,DAB),并且所述第二高频变换器是第二双有源桥(dualactivebridge,DAB),所述方法还包括:以双相移控制模式或对称相移选通控制模式操作所述第一和第二DAB。任选地,在任何前述方面中,所述第一高频变换器是第一谐振变换器并且所述第二高频变换器是第二谐振变换器,所述方法还包括以对称调频驱动模式操作所述第一和第二谐振变换器。任选地,在任何前述方面中,所述方法还包括响应于轻负载状态而以脉冲跳跃模式操作所述第一和第二高频变换器。任选地,在任何前述方面中,所述第一高频变换器具有连接到所述第一变压器的第一侧的第一端口并且具有第二端口;所述第二高频变换器具有连接到所述第一变压器的第一侧的第一端口并且具有第二端口;所述方法还包括:控制所述交织多桥以并联模式操作,在所述并联模式中,所述第一和第二变压器的所述第二侧在所述交织多桥电路的DC端子处并联从而使得所述DC端子处的第四电压等于所述第一变压器的所述第二侧上的第五电压以及所述第二变压器的所述第二侧上的第六电压。根据本公开的又另一方面,提供一种交流电(alternatingcurrent,AC)到直流电(directcurrent,DC)变换器,包括:一个或多个AC到DC整流器,各自具有输入端和输出端,其中所述一个或多个AC到DC整流器各自用于响应于其相应的输入端处的AC电压而将DC电压提供到其相应的输出端;第一高频变换器,具有连接到所述一个或多个AC到DC整流器中的一个的所述输出端的输入端,所述第一高频变换器具有连接到第一变压器的第一侧的输出端,其中所述第一高频变换器用于响应于来自所述一个或多个AC到DC整流器中的一个的第一DC电压而将第一输出电压提供到所述第一变压器的所述第一侧;第二高频变换器,具有连接到所述一个或多个AC到DC整流器中的一个的所述输出端的输入端,所述第二高频变换器具有连接到第二变压器的第一侧的输出端,其中所述第二高频变换器用于响应于来自所述一个或多个AC到DC整流器中的一个的第二DC电压而将第二输出电压提供到所述第二变压器的所述第一侧;交织多桥电路,连接到所述第一变压器的第二侧和所述第二变压器的第二侧,其中所述交织多桥电路包括三个或更多个桥并且具有直流电(directcurrent,DC)输出端;以及控制器,耦合到所述交织多桥电路、所述第一高频变换器和所述第二高频变换器,其中所述控制器用于以并联模式操作所述交织多桥电路,在所述并联模式中,所述第一和第二变压器的所述第二侧在DC输出端处并联从而使得所述DC输出端处的第一电压等于所述第一变压器的所述第二侧上的第二电压以及所述第二变压器的所述第二侧上的第三电压。任选地,在任何前述方面中,当控制器以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置,其特征在于,包括:/n第一功率变换器级,用于在其第一端口与第二端口之间传输功率;/n第二功率变换器级,用于在其第一端口与第二端口之间传输功率;/n交织多桥电路,连接到第一变压器和第二变压器,其中所述交织多桥电路包括三个或更多个桥并且具有直流电(direct current,DC)端子;以及/n控制器,耦合到所述交织多桥电路、所述第一功率变换器级和所述第二功率变换器级,其中所述控制器用于以并联模式操作所述交织多桥电路,在所述并联模式中,所述第一和第二变压器的侧在所述DC端子处并联从而使得所述DC端子处的第一电压等于所述第一变压器的所述侧上的第二电压以及所述第二变压器的所述侧上的第三电压。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180215 US 62/631,226;20180613 US 16/007,7501.一种装置,其特征在于,包括:
第一功率变换器级,用于在其第一端口与第二端口之间传输功率;
第二功率变换器级,用于在其第一端口与第二端口之间传输功率;
交织多桥电路,连接到第一变压器和第二变压器,其中所述交织多桥电路包括三个或更多个桥并且具有直流电(directcurrent,DC)端子;以及
控制器,耦合到所述交织多桥电路、所述第一功率变换器级和所述第二功率变换器级,其中所述控制器用于以并联模式操作所述交织多桥电路,在所述并联模式中,所述第一和第二变压器的侧在所述DC端子处并联从而使得所述DC端子处的第一电压等于所述第一变压器的所述侧上的第二电压以及所述第二变压器的所述侧上的第三电压。


2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制器还用于以全桥模式操作所述第一功率变换器级和所述第二功率变换器级。


3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述控制器还用于以半桥模式操作所述第一功率变换器级和所述第二功率变换器级。


4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一功率变换器级是第一双有源桥(dualactivebridge,DAB)并且所述第二功率变换器级是第二双有源桥(dualactivebridge,DAB),其中所述控制器还用于以对称相移选通控制模式或双相移控制模式操作所述第一和第二DAB。


5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一功率变换器级是第一谐振变换器并且所述第二功率变换器级是第二谐振变换器,其中所述控制器还用于以对称调频选通控制模式操作所述第一和第二谐振变换器。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置,其特征在于,所述控制器还用于以脉冲跳跃模式操作所述第一和第二功率变换器级。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置,其特征在于,还包括:
一个或多个AC到DC整流器,连接到所述第一功率变换器级的输入端和所述第二功率变换器级的输入端。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置,其特征在于,
所述第一变压器具有第一侧和第二侧;
所述第二变压器具有第一侧和第二侧;
所述第一功率变换器级具有连接到所述第一变压器的所述第一侧的第一端口并且具有第二端口;
所述第二功率变换器级具有连接到所述第一变压器的所述第一侧的第一端口并且具有第二端口;
所述交织多桥电路连接到所述第一变压器的所述第二侧和所述第二变压器的所述第二侧;并且
所述控制器还用于以串联模式操作,在所述串联模式中,所述第一和第二变压器的所述第二侧在所述DC端子处串联从而使得所述DC端子处的第四电压是所述第一变压器的所述第二侧上的第五电压和所述第二变压器的所述第二侧上的第六电压的总和。


9.一种操作功率变换器的方法,其特征在于,所述方法包括:
控制第一高频变换器以在第一端口与第二端口之间传输功率;
控制第二高频变换器以在第一端口与第二端口之间传输功率;以及
以串联模式控制连接到第一变压器的侧和第二变压器的侧的交织多桥电路,在所述串联模式中,所述第一和第二变压器的所述侧在所述交织多桥电路的DC端子处串联从而使得所述DC端子处的第一电压是所述第一变压器的第二侧上的第二电压和所述第二变压器的第二侧上的第三电压的总和,其中所述交织多桥电路包括三个或更多个桥。


10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,还包括:
以全桥模式操作所述第一高频变换器和所述第二高频变换器,同时以所述串联模式或以并联模式操作所述交织多桥电路。


11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,还包括:
以半桥模式操作所述第一高频变换器和所述第二高频变换器,同时以并联模式或以所述串联模式操作所述交织多桥电路。


12.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述第一高频变换器是第一双有源桥(dualactivebridge,DAB),并且所述第二高频变换器是第二双有源桥(dualactivebridge,DAB),所述方法还包括:
以双相移控制模式或对称相移选通控制模式操作所述第一和第二DAB。


13.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述第一高频变换器是第一谐振变换器并且所述第二高频变换器...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱辉斌毛小林戴和平傅电波
申请(专利权)人:华为技术有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1