多电平双向电AC/DC转换器制造技术

根据本公开的一种电转换器包括至少三个AC端子、第一DC端子和第二DC端子、控制单元以及至少三个转换器模块，该至少三个转换器模块耦接到该至少三个AC端子中的相应AC端子。该至少三个转换器模块中的每个转换器模块包括第一转换器级、第二转换器级、第一电感器和第一电容器，第一转换器级包括第一开关节点，第二转换器级包括第二开关节点。第一开关节点和第二开关节点连接到第一电感器的相对端子。该至少三个AC端子中的相应AC端子和第二DC端子连接到第一电容器的相对端子。第二DC端子形成该至少三个转换器模块的第一电容器的星形点。第一转换器级和第二转换器级各自包括飞跨电容器电路，该飞跨电容器电路包括能够操作地耦接到相应第一开关节点和第二开关节点的至少一个飞跨电容器。当跨第一电容器的第一电压(u

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多电平双向电AC/DC转换器


[0001]本专利技术涉及一种双向AC/DC转换器，具体涉及一种三相(或多相)双向降压
‑
升压AC/DC转换器。

技术介绍

[0002]三相双向降压
‑
升压AC/DC转换器表示任意三相AC电压与DC电压之间的接口，其中功率流可以处于两个方向上。因此，系统可以用于各种
典型应用是电动车辆电池充电器，在电动车辆电池充电器中，DC输出电压从三相AC电网产生。在那里，DC输出电压在很大范围内变化并基于电池额定电压或充电状态进行适配，并且电力也可以从电池反馈到电网。其他(有源或无源)DC源或负载类型也是可能的，并且例如对于光伏逆变器，功率从变化很大的输入DC电压(取决于温度和提取的电流两者)馈送到三相AC电网。相比之下，电池/燃料电池供电的变速电动机驱动器需要在宽电压和频率范围内产生AC电压，同时DC(电池或燃料电池)电压也经受大的变化。
[0003]在上述应用中，DC和AC电压范围可以重叠，从而产生对转换器系统具有降压
‑
升压能力的要求，而典型的单级整流器系统限于降压或升压操作[1]。例如三相整流器(降压型电流源整流器(CSR)或升压型电压源整流器(VSR))和随后的DC/DC转换器的级联布置是用于实现降压
‑
升压能力的标准解决方案，其中，性能限制由完整输出功率必须被高频转换两次的事实给出。
[0004]旨在实现更加紧凑和高效的转换器系统，多电平(ML)飞跨电容器(FC)桥臂使得能够使用具有提高的品质因数的低电压半导体，以及升高的有效开关频率和额外的开关电压电平[2]。
[0005]此外，如三相Y逆变器等相位模块化降压
‑
升压拓扑结构[3]是已知的，基本上由连接到公共星形点的三个DC/DC转换器模块构成。每个DC/DC转换器模块包括两个非隔离的半桥，通过以互相排斥的方式操作半桥来实现降压
‑
升压功能。通过这样做，获得了单级高频能量转换(即，在每个相模块中，只有一个半桥在某个时间点进行脉冲宽度调制(PWM)操作)，而不需要另外的DC/DC转换器级，并且提供了显著的效率和功率密度增益[4]。
[0006]已知用于单相降压式功率因数校正的6电平飞跨电容器(FC)多电平转换器[5]。FC电压参考是时变的，并且因此执行FC电压平衡以确保安全和高性能的转换器操作。由于在[5]中，FC桥臂是永久操作的，被动平衡策略足以确保FC电压平衡。
[0007]从[6]中已知具有自跟随飞跨电容器的全占空比调节的三电平AC/AC转换器。[6]中的AC/AC转换器结构的时变FC电压参考是借助于无源2:1变压器施加的。
[0008]参考文献
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duty
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level ac/ac converter with self
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following flying capacitor[具有自跟随飞跨电容器的全占空比调节的三电平ac/ac转换器].IEEE Access[IEEE访问期刊],6:48428
‑
48437,2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】1.一种用于在具有至少三个相电压的AC信号与DC信号之间进行转换的电转换器(10，20)，所述电转换器包括：至少三个AC端子(a，b，c)、第一DC端子和第二DC端子(P，N)，控制单元(15)，至少三个转换器模块(11)，所述至少三个转换器模块耦接到所述至少三个AC端子中的相应AC端子，其中，所述至少三个转换器模块中的每个转换器模块包括：第一转换器级(12)，所述第一转换器级包括第一开关节点(A)，第二转换器级(13)，所述第二转换器级包括第二开关节点(B)，第一电感器(L)，其中，所述第一开关节点和所述第二开关节点连接到所述第一电感器的相对端子，第一电容器(C
a
)，其中，所述至少三个AC端子中的所述相应AC端子和所述第二DC端子连接到所述第一电容器的相对端子，使得所述第二DC端子形成所述至少三个转换器模块的所述第一电容器(C
a
)的星形点(n)，其特征在于，所述第一转换器级(12)和所述第二转换器级(13)各自包括飞跨电容器电路，所述飞跨电容器电路包括能够操作地耦接到相应的所述第一开关节点和所述第二开关节点(A，B)的至少一个飞跨电容器(C
fA
，C
fB
)，并且其特征在于，所述控制单元(15)被配置成操作所述转换器模块(11)中的每个转换器模块，使得当跨所述第一电容器的第一电压(u
an
)下降到跨所述第一转换器级的所述至少一个飞跨电容器的飞跨电容器电压(u
fA
)的飞跨电容器电压电平以下时，所述飞跨电容器电压(u
fA
)被箝位到所述第一电压(u
an
)，直到所述第一电压(u
an
)上升到所述飞跨电容器电压电平。2.如权利要求1所述的电转换器，其中，所述控制单元被配置成当跨所述第一电容器(C
a
)的所述第一电压(u
an
)高于所述飞跨电容器电压电平时，将所述飞跨电容器电压(u
fA
)维持在所述飞跨电容器电压电平处。3.如权利要求1或2所述的电转换器，其中，所述第一转换器级(12)包括串联连接在所述相应AC端子与所述第二DC端子之间的第一有源开关设备(T
A1
，T'
A1
，T
A2
，T'
A2
)，其中，所述第一开关节点(A)是串联连接的所述第一有源开关设备的中点节点，所述第一有源开关设备包括开关对(T
A1
，T'
A1
)，所述开关对被配置成提供所述至少一个飞跨电容器(C
fA
)的端子与所述相应AC端子和所述第二DC端子之间的连接，其中，所述控制单元被配置成当所述飞跨电容器电压(u
fA
)被箝位到所述第一电压(u
an
)时保持所述开关对中的两个开关同时接通，以便主动地将所述飞跨电容器电压箝位到所述第一电压。4.一种用于在具有至少三个相电压的AC信号与DC信号之间进行转换的电转换器，所述电转换器包括：至少三个AC端子(a，b，c)、第一DC端子和第二DC端子(P，N)，控制单元(15)，至少三个转换器模块(11)，所述至少三个转换器模块耦接到所述至少三个AC端子中的相应AC端子，其中，所述至少三个转换器模块中的每个转换器模块包括：第一转换器级(12)，所述第一转换器级包括第一开关节点(A)，第二转换器级(13)，所述第二转换器级包括第二开关节点(B)，
第一电感器(L)，其中，所述第一开关节点和所述第二开关节点连接到所述第一电感器的相对端子，第一电容器(C
a
)，其中，所述至少三个AC端子中的所述相应AC端子和所述第二DC端子连接到所述第一电容器的相对端子，使得所述第二DC端子形成所述至少三个转换器模块的所述第一电容器(C
a
)的星形点(n)，其特征在于，所述第一转换器级(12)和所述第二转换器级(13)各自包括飞跨电容器电路，所述飞跨电容器电路包括能够操作地耦接到相应的所述第一开关节点和所述第二开关节点(A，B)的至少一个飞跨电容器(C
fA
，C
fB
)，并且其中，所述第一转换器级(12)的所述至少一个飞跨电容器(C
fA
)通过有源双向开关设备连接到所述星形点(n)，其中，所述控制单元(15)被配置成当第一电压(u
an
)下降到跨所述第一转换器级的所述至少一个飞跨电容器(C
fA<...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：浦卓科技创新服务有限公司，
类型：发明
国别省市：