具有增强的功率密度、减小的尺寸、隔离的功率端口的功率电子器件构建块（PEBB）制造技术

混合功率电子器件构建块（HPEBB）最小可更换单元（LRU）（103）采用第一低电压侧（105.1）（例如，1000伏MOSFET或模块）和第二高电压侧（105.2）（例如，6000伏MOSFET或模块）。具有非1比1绕组比的高频变压器（120）耦合两侧。K：N的比可以被采用，其中K<N，并且其中K个绕组在更低电压侧上，而N个绕组在更高电压侧上。可以采用1：2、1：3、1：6的绕组比或其他比。PEBB LRU 103）可以具有与PEBB LRU（103）的一端或另一端电流隔离的附加功率端口（410，420）。系统转换器减小硬件体积/重量，同时增加功率转换器（203）的功率密度。（203）的功率密度。（203）的功率密度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有增强的功率密度、减小的尺寸、隔离的功率端口的功率电子器件构建块（PEBB）


[0001]本主题一般涉及高功率电子器件功率系统，并且更特别地涉及用于转换高功率电功率系统中的电压或电流的高功率转换器。本主题还涉及作为模块化和可缩放功率转换器的基本元件的功率电子器件构建块（PEBB）。

技术介绍

[0002]PEBB概述：中高功率系统可以为大型工业工厂、工厂、大型交通工具（例如大型船和飞机），办公楼，公寓楼或整个城市提供电力。功率转换系统或功率转换器在中功率和高功率电子分布式功率母线和电网中变换电功率，例如：将较高电压转换成较低电压；将较低电压转换成较高电压；将电力从一个交流频率转换成另一个交流频率；或从直流转换成交流，或从交流转换成直流。本系统和方法特别地但不排他地适用于诸如在船和飞机上发现的微电网之类的微电网。（电网和微电网在本文中通常被称为“功率系统”。）电功率系统通常包括生成，传输，分配和终端使用。功率由一个或多个发电机提供，或者由诸如太阳能之类的可再生能源系统提供。在到其最终负载（使用电功率的装置）的路线中，功率通常由一个或多个功率转换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种混合功率电子器件构建块（HPEBB）最小可更换单元（LRU）（103），包括：第一端（105.1），其包括用于以第一电压A进行功率传输的低电压功率级（105.1），所述第一功率级（105.1）包括被配置成承载所述第一电压A的低电压开关（115.1）；第二端（105.2），其包括用于以高于所述第一电压A的第二电压B进行功率传输的高电压功率级（105.2），所述高电压第二功率级（105.2）包括被配置成承载更高的第二电压B的高电压开关（115.2）；以及变压器（120），其包括电耦合到所述低电压第一功率级（105.1）的第一绕组（335）和电耦合到所述高电压第二功率级端的第二绕组（340），所述第一绕组（335）具有匝数K，并且所述第二绕组（340）具有匝数N，其中所述第一绕组（335）与所述第二绕组（340）的匝数比为K：N，其中N是大于K值的值。2. 根据权利要求1所述的HPEBB LRU（103），其中，电功率可从所述第一端（105.1）传送到所述第二端（105.2）或从所述第二端（105.2）传送到所述第一端（105.1）。3. 根据权利要求1所述的HPEBB LRU（103），进一步包括：第一功率端口（145），其被配置用于在所述低电压第一功率级（105.1）处连接功率资源并且用于将电功率主输入或主输出到所述HPEBB LRU（103）中；第二功率端口（155），其被配置用于在所述高压第二功率级（105.2）处连接功率资源并且用于将电功率主输入或主输出到所述HPEBB LRU（103）中；以及第三功率端口（410，420），其被配置用于沿着所述HPEBB LRU（103）中的内部功率母线（130）连接功率资源，并且用于沿着所述母线（130）连接在所述HPEBB LRU（103）的两个功率开关（110）之间；其中所述第三功率端口（410，420）为未连接到所述第一功率端口（145）且未连接到所述第二功率端口（155）的功率资源提供连接。4. 根据权利要求3所述的HPEBB LRU（103），其中，所述第三功率端口（410，420）是经调节的功率端口。5. 根据权利要求3所述的HPEBB LRU（103），其中，所述第三功率端口（410，420）与所述第一功率端口（145）或所述第二功率端口（155）中的一个功率端口电流隔离。6. 根据权利要求1所述的HPEBB LRU（103），其中：所述第一端（105.1）包括功率开关（115.1），其被配置成支持高达1.7千伏；以及所述第二端（105.2）包括功率开关（115.2），其被配置成支持高达10千伏。7. 根据权利要求1所述的HPEBB LRU（103），其中：所述变压器（120）被配置有至少1：2的绕组比，具有1绕组的变压器侧（335）耦合到所述第一端（105.1）。8. 根据权利要求7所述的HPEBB LRU（103），其中：所述变压器（120）被配置有至少1：3的绕组比。9.一种混合功率电子器件构建块（HPEBB）最小可更换单元（LRU）（103），包括：第一端（105.1），其包括用于以第一电压A进行功率传输的低电压功率级（105.1），所述第一功率级（105.1）包括被配置成承载所述第一电压A的低电压桥转换器（110.1）；第二端（105.2），其包括用于以高于所述第一电压A的第二电压B进行功率传输的高电压功率级（105.2），所述高电压第二功率级（105.2）包括被配置成承载更高的第二电压B的
高电压桥转换器（110.2）；以及变压器（120），其包括电耦合到所述低电压第一功率级（105.1）的第一绕组（335）和电耦合到所述高电压第二功率级端的第二绕组（340），所述第一绕组（335）具有匝数K，并且所述第二绕组（340）具有匝数N，其中所述第一绕组（335）与所述第二绕组（340）的匝数比为K：N，其中N是大于K值的值。10. 根据权利要求9所述的HPEBB LRU（103），其中，桥转换器（110.1，110.2）包括全桥转换器、H桥转换器和半桥转换器中的至少一个。11. 根据权利要求9所述的HPEBB LRU（103），其中：所述低电压桥转换器（110.1）包括被配置成承载所述第一电压A的多个功率开关；以及所述高电压桥转换器（110.2）包括被配置成承载所述第一电压B的多个功率开关。12. 根据权利要求9所述的HPEBB LRU（103），其中：第一功率级（105.1）包括被配置成承载所述第一电压A的两个或更多个低电压桥转换器（110.1）；以及沿所述HPEBB LRU（103）的内部功率母线（130）连接在两个或多个低电压桥转换器（110.1）的两个相邻串联连接的桥转换器（110.1）之间的功率端口（410），其中所述功率端口（410）与所述HPEBB LRU（103）的一端（105）电流隔离，所述功率端口（410）为未连接到所述HPEBB LRU（103）的输入端（145）且未连接到所述HPEBB LRU（103）的输出端（155）的功率资源提供经调节的功率连接。13. 根据权利要求9所述的HPEBB LRU（103），其中：第二功率级（105.2）包括被配置成承载所述第一电压B的两个或更多个高电压桥转换器（110.2）；以及沿所述HPEBB LRU（103）的内部功率母线（130）连接在两个或多个高电压桥转换器（110.2）...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：