电力转换器设备和其调制方法技术

本发明专利技术提供一种用于将交流电(AC)电力输入转换成直流电(DC)电力输出的电力转换器设备。所述设备包括并联布置的n个单相电力转换电路，其中n等于或大于2，其中所述n个单相电力转换电路中的一者包括具有运行的AC/DC转换器的单级AC/DC转换器模块；并且其余的n

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换器设备和其调制方法


[0001]本专利技术涉及电力转换的领域，并且具体来说，但非排他地，涉及一种用于以提高的效率将交流电(AC)输入转换成直流电(DC)输出的电力转换器设备。

技术介绍

[0002]所属领域中已知包括用于将交流电(AC)电力输入转换成直流电(DC)电力输出的电力转换器的各种电子部件。具体地说，因为例如数字控制、集成电路(IC)、磁芯等其它电子部件的驱动电力以及电容损耗与负载功率无关，这些部件的功耗在轻功率负载下会引致进行AC到DC(AC/DC)的电源转换表现出低转换效率。例如，传统电力转换器通常配置有并联连接的隔离转换器，但这种配置的功率效率尤其是在轻功率负载下相对较低。另一方面，提供并联的非隔离转换器可提供较高转换效率，但这种布置会受到不合乎需要的循环电流的影响。
[0003]例如，第WO 2017/191245 A1号PCT专利申请公开案公开了一种用于将三相或单相AC电压转换成DC电压的转换器系统。所述转换器系统包括三个转换器支路，每个支路包括要被供应单相AC电压的第一输入和第二输入以及提供DC电压的第一输出和第二输出；其中每个转换器支路包括连接在所述第一和第二输入与所述第一和第二输出之间的AC到DC级和DC到DC级。
[0004]第CN 105827120B号中国专利公开了一种用在空调中的单相交错功率因数校正(PFC)电路。所述电路包括并联布置的三个支路，每个支路包括电感器、开关管和二极管。所述电路获得空调室外单元的输入电流或空调压缩机的相电流；并根据室外单元的输入电流或压缩机的相电流来控制每个支路中的开关管，使得交错PFC电路在三个工作状态之间切换，所述三个工作状态包括三个支路在具有120度相移的交错模式下工作、三个支路中的任意两个支路在具有180度相移的交错模式下工作以及三个支路中的任何一个支路在升压PFC模式下工作，以有效提高轻负载或无负载的运行效率。
[0005]第US 8476879 B2号美国专利公开了一种控制具有单相系统的功率因数校正(PFC)转换器的方法，所述系统包括第一PFC子电路和第二PFC子电路以确定何时使PFC转换器在交织模式(interleaved mode)与节能模式(SEM)之间变换。所述方法包括基于监测到的PFC转换器的输出电压生成放大的误差信号。第二PFC子电路响应于放大的误差信号小于第一阈值而停用，并且响应于放大的误差信号超过第二阈值而启用。
[0006]第US 11011992 B2号美国专利公开了一种用于减小并联运行的多个非隔离模块之间的循环电流的方法和系统。所述多个非隔离模块的输入端和输出端分别并联连接，并且每个非隔离模块包括依序电连接的第一级转换器、总线电容器和第二级转换器。
[0007]第US 7948222 B2号美国专利公开了一种操作包括电力转换器电路的不对称相电路拓扑的方法，当电力转换器电路被配置成第一操作模式时，所述电力转换器电路使用第一数目的开关器件操作第一相开关电路部分，其中所述第一数目大于零；并且当电力转换器电路被配置成第二操作模式时，所述电力转换器电路使用第二数目的开关器件操作第二
相开关电路部分，其中所述第二数目大于所述第一数目。
[0008]第US 11043891 B1号美国专利公开了一种控制器，所述控制器用于具有并联布置的N个电力转换器相的类型的AC到DC或DC到AC多相电力转换器，其中N大于或等于2。所述控制器包括控制模块，所述控制模块被配置成改变或变换N个电力转换器相中的每一个的输入电流或输出电流的相移角，使得在控制模块AC线周期内所述N个电力转换器相中的每一个的平均相移值大约、接近或基本上是相同的值。
[0009]因此，需要一种能够提供提高的功率效率的电力转换器。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目标是提供一种新颖电力转换器，其能够尤其在轻功率负载下提供提高的功率效率。
[0011]本专利技术的另一目标是在一定程度上减轻或避免与已知电力转换器相关联的一个或多个问题，或至少提供一种有用的替代方案。
[0012]上述目标通过独立要权利要求的特征的组合来实现；从属权利要求公开本专利技术的其它有利实施例。
[0013]所属领域的技术人员将从以下描述得知本专利技术的其它目标。因此，前文目标陈述不是详尽的，仅用以说明本专利技术的许多目标中的一些目标。
[0014]在第一主要方面，本专利技术提供一种用于将交流电(AC)电力输入转换成直流电(DC)电力输出的电力转换器设备。所述设备包括并联布置的n个单相电力转换电路，其中n等于或大于2，其中所述n个单相电力转换电路中的一个第一单相电力转换电路包括具有运行的AC/DC转换器的单级AC/DC转换器模块；并且其余的n
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1个第二单相电力转换电路中的每一个包括具有作为输入级的AC/DC转换器和作为输出级的DC/DC变压器的两级转换器模块。
[0015]在第二主要方面，本专利技术提供一种调制电力转换器设备的方法。所述设备包括并联的n个电力转换电路，其中n等于或大于2。所述方法包括：提供包括具有AC/DC转换器的单级AC/DC转换器的一个第一单相电力转换电路；以及提供n
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1个第二单相电力转换电路，每个第二单相电力转换电路包括具有作为输入级的AC/DC转换器和作为输出级的DC/DC变压器的两级转换器模块；当所述设备的负载功率小于或等于预定的、选定的或计算的功率阈值时，自动绕过所述n
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1个第二单相电力转换电路的输出级DC/DC变压器中的一个或多个。
[0016]在第三主要方面，本专利技术提供一种与第一方面的电力转换器设备一起使用的控制器。所述控制器被调适成在设备的负载功率小于或等于预定的、选定的或计算的功率阈值时自动绕过第二单相电力转换电路的输出级DC/DC变压器中的一个或多个。
[0017]
技术实现思路
不一定公开了限定本专利技术所必需的所有特征；本专利技术可存在于所公开特征的子组合中。
附图说明
[0018]通过以下结合附图仅作为示例提供的优选实施例的描述，本专利技术的前述和其它特征将显而易见，附图中：
[0019]图1是示出根据本专利技术的实施例的电力转换器设备的大体结构的电路图；
[0020]图2是示出根据本专利技术的实施例的具有两相拓扑的电力转换器设备的电路图；
[0021]图3是示出根据本专利技术的实施例的具有三相拓扑的电力转换器设备的电路图；
[0022]图4是示出图3的电力转换器设备的操作的流程图；
[0023]图5示出由图3的电力转换器设备生成的波形；以及
[0024]图6示出与常规电力转换器设备相比的图3的电力转换器设备的功率效率。
具体实施方式
[0025]以下描述是仅作为示例的优选实施例，不限于实施本专利技术所必要的特征的组合。
[0026]本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的提及意指结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在本说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将交流电(AC)电力输入转换成直流电(DC)电力输出的电力转换器设备，其特征在于，所述设备包括：并联布置的n个单相电力转换电路，其中n等于或大于2，其中：所述n个单相电力转换电路中的一者包括具有AC/DC转换器的单级AC/DC转换器模块；并且其余的n
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1个所述单相电力转换电路中的每一个包括具有作为输入级的AC/DC转换器和作为输出级的DC/DC变压器的两级转换器模块。2.根据权利要求1所述的电力转换器设备，其特征在于，还包括控制器，所述控制器被调适成在所述电力转换器设备的负载功率小于或等于预定的、选定的或计算的功率阈值时自动绕过所述n
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1个单相电力转换电路的所述输出级DC/DC变压器中的一个或多个。3.根据权利要求2所述的电力转换器设备，其特征在于，所述n个单相电力转换电路中的所述一者包括第一单相电力转换电路，所述第一单相电力转换电路的所述单级AC/DC转换器模块包括并联布置的N个单级AC/DC转换器模块，所述N个单级AC/DC转换器模块中的每一个包括AC/DC转换器，其中N等于或大于2。4.根据权利要求3所述的电力转换器设备，其特征在于，所述n
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1个单相电力转换电路中的一个或多个包括第二单相电力转换电路，其中所述第二单相电力转换电路的所述两级转换器模块中的一个或多个各自包括并联布置的多个两级转换器模块，所述多个两级转换器模块中的每一个包括作为输入级的AC/DC转换器和作为输出级的DC/DC变压器。5.根据权利要求4所述的电力转换器设备，其特征在于，所述第二单相电力转换电路包括开关，所述开关可致动以绕过所述第二单相电力转换电路的所述输出级DC/DC变压器中的一个或多个。6.根据权利要求5所述的电力转换器设备，其特征在于，所述开关包括多个继电器，所述相应第二单相电力转换电路中的每一个处布置一个所述继电器，每个继电器可致动以绕过所述相应两级转换器模块的所述DC/DC变压器中的一个或多个。7.根据权利要求2所述的电力转换器设备，其特征在于，通过将所述电力转换器设备的最大负载功率(P
max
)除以n来确定所述预定的、选定的或计算的功率阈值。8.根据权利要求3所述的电力转换器设备，其特征在于，所述控制器被调适成基于参考电流(I
ref
)调整所述第一单相电力转换电路的所述N个单级AC/DC转换器模块的数目。9.根据权利要求8所述的电力转换器设备，其特征在于，所述控制器被调适成当所述参考电流(I
ref
)小于或等于N
‑
1与所述电力转换器模块的最大电流(I
max
)的乘积时将所述单级AC/DC转换器模块的数目从N减小到N
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1。10.根据权利要求2或9所述的电力转换器设备，其特征在于，还包括时间延迟模块，所述时间延迟模块被调适成确定用于停用或绕过所述转换模块中的一个或多个的延迟时间。11.根据权利要求10所述的电力转换器设备，其特征在于，所述控制器被调适成在延迟时间大于或等于预定的、选定的或计算的延迟时间阈值时并且当所述设备的所述负载功率小于或等于预定的、选定的或计算的功率阈值时自动停用或绕过所述第二单相电力转换电路中的一个或多个。12.根据权利要求10所述的电力转换器设备，其特征在于，所述控制器被调适成...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞蓬，李清纯，李天河，
申请(专利权)人：香港应用科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：