具有变频控制的转换器制造技术

本发明专利技术涉及具有变频控制的转换器。一种可操作用于为一个或者多个负载供电的转换器，其具有多个切换频率。可基于期望的输出功率电平和/或基于转换器的多个开关的切换是表征为零电压切换（ZVS）还是非零电压切换（NZVS）来选择该转换器的切换频率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到具有变频控制的转换器，例如但不局限于在交通工具内可操作的类型的转换器，以便调节用于为高电压交通工具电池和/或其他交通工具系统充电的功率。
技术介绍
在很多电气应用中使用DC-DC (直流-直流)、DC-AC (直流-交流)和AC-DC (交流-直流)转换器，以便调节传输到负载的功率。转换器可以被配置为输出具有一组期望的电流和电压的特征的功率。电气应用可以包括具有不同的功率调节需求的多个负载，从而使得电气应用可以被配置为包括了用于具有特定功率调节需求的每个负载的、独立的、专用的转换器。这类独立的、专用的转换器的使用可以被有问题地昂贵地给出与配置、组装、和操作多个转换器相关联的花费。 专利技术概述本专利技术的一个非限制性方面设想可操作支持多个功率调节分布的转换器，从而使得可以为具有特定功率调整需求的负载使用相同的转换器来便于功率调整。本专利技术的一个非限制性方面设想一种控制具有多个开关的转换器的方法，所述多个开关可与变压器一起操作将DC输入转换为AC输出，其中多个开关在断开状态和闭合状态之间是可选择性地操作的。该方法可以包括为多个开关确定第一切换频率，该第一切换频率可操作以导致多个开关在转换期间的零电压切换(ZVS)，所述转换期间例如是当从断开状态转换到闭合状态时；以及，为多个开关确定第二切换频率，该第二切换频率可操作以导致多个开关在从断开状态转换到闭合状态时的非零电压切换(NZVS)。本专利技术的一个非限制性方面设想确定第二切换频率是小于第一切换频率的频率。本专利技术的一个非限制性方面设想确定多个开关在设置为第一切换频率时的切换计划，占空比造成AC输入具有第一功率电平。本专利技术的一个非限制性方面设想相移多个开关在设置为第二切换频率时的切换计划，相移造成AC输入具有小于第一功率电平的第二功率电平。本专利技术的一个非限制性方面设想从接收AC输出的至少一个负载接收功率请求；如果功率请求所请求的功率电平大于阈值，将多个开关设置为第一切换频率；以及所述如果功率电平小于阈值，将多个开关设置为第二切换频率。本专利技术的一个非限制性方面设想将AC输出整流为足以在为高电压的交通工具电池充电中使用的DC输出。本专利技术的一个非限制性方面设想一种控制具有多个开关的转换器的方法，所述多个开关可与变压器一起操作将DC输入转换为AC输出，其中多个开关在断开状态和闭合状态之间是可选择性地操作的。该方法可以包括为AC输出确定功率电平；确定足以生成在该功率电平上的AC输出的多个开关的切换计划；确定切换计划使用零电压切换(ZVS)和非零电压切换(NZVS)中的一个来导致多个开关从断开状态转换到闭合状态；如果确定ZVS，则为多个开关确定第一切换频率；以及，如果确定NZVS，则为多个开关确定第二切换频率。本专利技术的一个非限制性方面设想确定第二切换频率小于第一切换频率。本专利技术的一个非限制性方面设想确定第二切换频率是第一切换频率的一半。本专利技术的一个非限制性方面设想确定功率电平等于可在交通工具内主动操作以便接收AC输出的一个或者多个负载的总功率需求。本专利技术的一个非限制性方面设想在被一个或者多个负载中的至少一个接收前，将AC输出整流为DC输出。本专利技术的一个非限制性方面设想当根据第二切换频率操作时相移多个开关的量小于当根据第一切换频率操作时相移所述多个开关的量。 本专利技术的一个非限制性方面设想测量多个开关中的至少一个的两端的电压以确定ZVS和NZVS中的一个；如果电压在当多个开关中的至少一个从闭合状态转换到断开状态时近似为零，则确定为ZVS;以及，如果电压在当多个开关中的至少一个从断开状态转换到闭合状态时足够大于零，则确定为NZVS。本专利技术的一个非限制性方面设想至少一个开关是晶体管，并且方法还包括测量晶体管的漏极和源极之间的电压。本专利技术的一个非限制性方面设想切换计划为多个开关指定相移，并且该方法包括在相移大于阈值时确定ZVS，而在相移小于阈值时确定NZVS。本专利技术的一个非限制性方面设想用于为交通工具内一个或者多个负载供电的系统。该系统可以包括转换器，其具有多个开关，该多个开关可与变压器和整流器一起操作将DC输入转换为AC输出，并随后将AC输出整流为用于给一个或者多个负载供电的DC输出，所述多个开关在断开状态和闭合状态之间是可选择性地操作的；控制器，其可操作以便选择性地控制多个开关在断开状态和闭合状态之间的切换，该控制器可操作以便基于主动请求DC输出的一个或者多个负载中的一个或者多个来确定DC输出的功率电平；确定多个开关所需的切换以便于在零电压切换(ZVS)和非零电压切换(NZVS)中一个的情况下输出在确定的功率电平处的DC输出；如果确定ZVS，选择性地控制多个开关以第一切换频率进行切换；以及，如果确定NZVS，选择性地控制多个开关以第二切换频率进行切换。本专利技术的一个非限制性方面设想第二切换频率小于第一切换频率。本专利技术的一个非限制性方面设想的控制器在当功率电平等于或大于功率电平阈值时确定ZVS，而在当功率电平小于功率电平阈值时确定NZVS。本专利技术的一个非限制性方面设想多个开关中的至少一个是晶体管，并且其中，在当晶体管从断开状态转换到闭合状态时如果晶体管的漏极到源极的电压近似为零，确定ZVS，并且在当晶体管从断开状态转换到闭合状态时如果晶体管的漏极到源极的电压足够大于零，则确定NZVS。本专利技术的一个非限制性方面设想如果功率电平近似为3. 3kW，则第一切换频率是250kHz，而如果功率电平小于500W，则第二切换频率是125kHz。附图说明本专利技术在所附权利要求中被特别地指出。然而，通过与附图结合地参考随后的详细描述，本专利技术的其它特性会变得更加明显并且本专利技术将非常易懂，在附图中图I示出了根据本专利技术的一个非限制性方面的具有变频控制的转换器的系统。图2示出了根据本专利技术的一个非限制性方面的控制转换器的方法的流程图。图3-4示出了根据本专利技术的一个非限制性方面的示例性的切换计划。图5示出了根据本专利技术的一个非限制性方面的状态图。详细描述根据需要，本文公开了本专利技术的详细的实施方式；然而，应该理解，所公开的实施方式仅仅是可以按各种的和可选的形式实现 的本专利技术的示例。附图不一定按比例绘制；一些特征可以被放大或最小化以示出特定组件的细节。因此，本文所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅作为用于教导本领域中的技术人员以不同方式利用本专利技术的代表性的基础。图I示出了根据本专利技术的一个非限制性方面的具有变频控制的转换器12的系统10。出于示例目的，系统10主要被描述为配置成给一个或者多个交通工具负载14提供功率，例如但不局限于，支持给高电压交通工具电池充电和/或以其他方式为其它交通工具系统供电。然而，本专利技术并不必局限于交通工具，而是完全设想变频控制的转换器12在其它非交通工具应用中的使用，例如但不局限于，独立的或者非独立的DC到DC转换器、DC到AC逆变器和AC到AC转换器，其中调节电压占空比，从而控制独立的系统的主要变压器的伏秒区域(volt-sec area)ο转换器12被示为具有第一转换器16 (转换器#1)和第二转换器18 (转换器#2)的交错配置，其中多个开关Ap A2、B2, C1, C2、Dp D2可响应从控制器22接收的信号操作。可以将控制器22配置为控制开关A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制具有多个开关的转换器的方法，所述多个开关与变压器一起可操作来将DC输入转换为AC输出，所述多个开关在断开状态和闭合状态之间是可选择性地操作的，所述方法包括：为所述多个开关确定第一切换频率，所述第一切换频率可操作以导致所述多个开关从所述断开状态转换到所述闭合状态时的零电压切换（ZVS）；以及为所述多个开关确定第二切换频率，所述第二切换频率可操作以导致所述多个开关从所述断开状态转换到所述闭合状态时的非零电压切换（NZVS）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：向春·吴，理查德·J·哈姆珀，
申请(专利权)人：李尔公司，
类型：发明
国别省市：