本发明专利技术涉及转换装置，包括：电源输入端（１２１，１２２）、整流部件（Ｄ１，Ｄ４）、开关部件（Ｔ２，Ｔ３）、控制部件（３０１）和开关辅助电路（２３１，２３２），其中所述开关辅助电路包含电感部件、分流输入电流（ＩＥ）的部件、和储能部件（１３７，１３８）。本发明专利技术的装置的特征在于，电感部件基本上包括直接与电源输入端（１２１，１２２）连接并包含反绕绕组的变压器（ＴＰ，ＴＮ），以及分流装置包括直接连接在所述电感部件与基准电压或输出线（１１５，１１７）之间的辅助开关部件（ＴＸ２，ＴＸ３），以便在主起动Ｐ之前，在所述电感部件上建立输入电流旁路。本发明专利技术还涉及包括上述转换装置的不间断电源。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及转换器的领域，诸如逆变器，例如，用在不间断电源中，尤其用在大功 率不间断电源，即功率一般包含在大约IOOkVA (千伏安)到500kVA之间的不间断电源中的那些。更具体地说，本专利技术涉及设计成在输出线上供应大致直流输出电压的单向转换装 置，所述装置配有至少一个开关单元，包括-施加一般可变输入电压的电源输入端；-与所述电源输入端连接以便供应输出电压的整流部件；-与所述电源输入端连接的开关部件，以获得输入电流的主接通或主截止，使得当 发生主截止时，将所述输入电流转向所述整流部件；-所述开关部件的控制部件；以及-安排在电源输入端与输出线之间的开关辅助电路，以在主接通之前，建立大致等 于零的开关电压，所述开关辅助电路包含电感部件；输入电流分支部件；和并联在开关部 件上的储能部件，以在主接通之前，建立起电感部件中的所述电流的谐振。
技术介绍
通常，改进不间断电源是为了提高它们的效率以及降低往往较低的大约几千赫兹 的开关频率引起的噪声干扰。在这种背景下，已经证明，人们感兴趣的是使用呈现几个电平 (通常三个电平)的布局、使用具有增强的性能的组件以便改进对上述问题的解决方案的 不间断电源。参考图1，一种这样的不间断电源11包含干线系统输入端12，其上连接了电力网 供电、并且其使可变输入电压，最常见的是AC(交流)电压，能够施加到所述不间断电源11 上。不间断电源还包含干线系统输出端13，其上连接了负载、并且其提供称为备用电源的 电源，即电压和频率受控的电源。不间断电源11包含与干线系统输入端12连接的整流器 或AC/DC转换器15 ；大致DC电压线16、17 ；和与整流器的输出端连接的电压基准18。不间 断电源11还包括包含储能部件20的DC/DC转换器19，所述转换器和所述储能部件连接在 大致DC电压线16、17上。不间断电源11进一步包含连接在电压基准18与大致DC电压线 16、17之间的解耦电容器21、22 ；和连接在所述线16、17与干线系统输出端13之间的可逆 逆变器或DC/AC转换器23。表示在图2中的不间断电源11的整流器15包含六个开关电路31 36。更准确 地说，整流器15对于三相的每个相都包含两个开关电路，一个专用于正半波，另一个专用 于负半波。整流器15还是单向型的，S卩，它是不可逆的，只能进行AC/DC转换。为了实现这 种AC/DC转换，整流器15包含晶体管41 46和二极管51 56。从图1和图2中可以看出，不间断电源11呈现三个电平的布局，即，整流器15在 三个电平，即，线16上的正电平、线17上的负电平和电压基准18上的零电平上供应大致DC 电压。正负电平一般呈现绝对值大致等于线16和17之间的电压VDC的一半的相等电位。当使用表示在图1中的不间断电源11，尤其在其AC/DC转换功能中的整流装置15 时，晶体管41 46的开关速度以及流入其中的大电流造成极大的结构约束。而且，这些有 源电子组件中的开关损耗也限制了开关频率的提高。弥补这些缺点的一种解决方案是在每个开关电路中使用开关辅助电路，以便实现 软开关，即减小开关损耗和控制电流变化。这样的开关辅助电路用在部分表示在图3中的 整流装置111中。在表示在图3中的装置中，只表示出与三相之一相联系的两个开关电路。 应该注意到，电路整流器111是不可逆的，因此只能用于进行AC/DC转换。更准确地说，参考图3，整流装置111包含输送AC电压的电压源112、能够在输出 线115上供应具有正值的大致恒定电压的第一开关电路113、和能够在输出线117上供应具 有负值的大致恒定电压的第二开关电路116。包含二极管DP的整流装置111的第一分支将 输入电压的正半波供应给第一开关电路113。同样，包含二极管DN的整流装置111的第二 分支将输入电压的负半波供应给第二开关电路116。在电压源与上述两个分支之间，电感 118在开关周期的尺度上进行阻抗匹配。每个开关电路113、116包含输入输入电流IE的电 源输入端121、122。与其各自电源输入端121、122连接的整流部件，在这种情况下，二极管 D1、D4供应相继从截止状态切换到接通状态的输出电压VS。每个开关电路113、116包含与 其各自电源输入端121、122连接、并能够实现状态改变(即输入电流的主接通或主截止) 的开关部件，即主晶体管T2、T3。当发生主接通时，输入电流IE流入主晶体管中。当发生 主截止时，输入电流IE转向整流部件。二极管DP、整流部件Dl和开关部件T2形成常称为 升压布局的布局。二极管DN、整流部件D4和开关部件T3的情况亦如此。因此，表示在图3 中的布局常称为双升压。但是，本专利技术也可以应用于常称为降压结构的布局。从图3中可以看出，该整流装置配有开关辅助电路131、132，电路131被安排在电 源输入端121与输出线115之间，电路132这部分被安排在电源输入端122与输出线117之 间。这些开关辅助电路的主要功能是当发生状态变化时，通过限制，或甚至消除所述晶体管 T2和T3中的电流或电压减小功率晶体管T2和T3中的开关损耗。尤其，这些开关辅助电 路能够零电压地实现开关部件T2和T3的主接通。这种冠以零电压开关的开关模式常常缩 写成“ZVS”。开关辅助电路131、132包含分别标为133、134并分别与电源输入端121、122 连接的电感部件。在现有技术中，电感部件一般包含常常直接与电源输入端连接的至少一 个电感。开关辅助电路131、132还包含分别标为135、136并与所述电感部件连接的输入电 流IE的分支部件，以在主接通之前，建立起所述电感部件中的输入电流的分支。开关辅助 电路131、132进一步包含分别标为137、138和并联在开关部件上的储能部件，以在主接通 之前，建立起电感部件中的输入电流IE的谐振。更准确地说，这些储能部件137包含与二 极管Dl并联的电容器CR1、和与晶体管T2并联的电容器CR2。同样，储能部件138包含与 二极管D4并联的电容器CR4、和与晶体管T3并联的电容器CR3。表示在图3中的整流装置按如下方式工作。在接通开关部件T2、T3之前，输入电 流IE经由分支部件135、136绕道。流入电感部件133、134中的电流强度IRP、IRN在流入 整流部件D1、D4中的电流减小的同时增大。当电感部件133、134中的电流强度IRP、IRN达 到输入电流IE的值时，整流部件Dl、D4截止。然后，在电感部件133、134与储能部件137、 138之间进入电流谐振阶段。这个电流谐振阶段能够消除开关部件T2、T3的端子上的电压 V2、V3。然后，可以利用大致等于零的开关电压接通这些开关部件T2、T3。在整个这个阶段中，在电感部件中产生磁化，即，磁场的值增大了。现有技术的转换装置的开关辅助电路在开关部件的主截止之前一般不能实现电 感部件的完全退磁。另外，它们包含消耗能量的额定值和数量未得到优化的电功率部件，尤 其晶体管。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提出设计成在输出线上供应大致DC输出电压的单向转换装 置，弥补现有技术的转换装置的缺点，所述装置配有至少一个开关单元，包括-施加输入电压的电源输入端；-与所述电源输入端连接以便供应输出电压的整流部件；本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种设计成在输出线（１１５，１１７）上供应大致直流输出电压（ＶＳ）的单向转换装置，所述装置配有至少一个开关单元（２１３，２１６），包括：－施加输入电压（ＶＥ）的电源输入端（１２１，１２２）；－与所述电源输入端连接以便供应输出电压（ＶＳ）的整流部件（Ｄ１，Ｄ４）；－直接与所述电源输入端连接的开关部件（Ｔ２，Ｔ３），以获得输入电流的主接通或主截止，使得当发生主截止时，将所述输入电流转向所述整流部件；－所述开关部件的控制部件（３０１）；以及－安排在电源输入端（１２１，１２２）与输出线（１１５，１１７）之间的开关辅助电路（２３１，２３２），以便在主接通之前，建立大致等于零的开关电压（Ｖ２，Ｖ３），所述开关辅助电路包含电感部件；在主接通之前建立起到所述电感部件上的输入电流的分支的输入电流（ＩＥ）的分支部件；和并联在开关部件上的储能部件（１３７，１３８），以便在主接通之前，建立起电感部件中的所述电流的谐振，其特征在于，所述电感部件基本上由直接与电源输入端（１２１，１２２）连接和包含反绕绕组的变压器（ＴＰ，ＴＮ）形成，以及所述分支部件包含直接连接在所述电感部件与电压基准之间或所述电感部件与输出线之间的辅助开关部件（ＴＸ２，ＴＸ３）。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：科伦廷里泽特，
申请(专利权)人：MGEUPS系统公司，
类型：发明
国别省市：FR
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。