本发明专利技术公开具有自交错启动的并行电力转换器。一种电力转换系统包括共用输出总线和耦接到该共用输出总线的多个电力转换单元。每个电力转换单元包括具有耦接到该共用输出总线的转换器输出端的电力转换器和在共用输出总线上的总线电压的预偏置值大于预定义的阈值时产生对于该电力转换器的启动延迟的延迟发生器。每个电力转换单元还包括在启动延迟之后控制该转换器输出端并且在电力转换器的启动期间保持转换器输出端的电流源条件的电压控制器。该电力转换系统还包括耦接到该共用输出总线的负载。还提供一种操作电力转换单元的方法。
【技术实现步骤摘要】
本申请一般针对电力转换,更具体地,针对电力转换单元、操作电力转换单元的方法和采用该电力转换单元的电力转换系统。
技术介绍
如果在每个输出端上不使用隔离电路(例如，OR-ing 二极管或FET)来防止将电流吸收到电力转换单元中，则被设计具有同步整流器输出场效应晶体管(FET)或其它电力开关技术并且与利用电流共用的电压下降的并行输出连接的DC-DC电力转换单元在启动期间可能具有反向电流问题。输出电压下降是输出电压调整设定点根据输出电流减小的特征。例如，空载时的输出电压设定点可以是12. OVdc,并且在满载时可以减小到11. 5Vdc。除非电力转换单元在理想的同步的情况下开始，否则由于开始的第一单元将为那些以后接通的单元提供预偏置条件，因此当使用正常的软启动接通序列加电时，一个或多个单元可能吸收电流。所述吸收或反向电流可能与一个或多个源单元的过电流保护电平一样大，并且可能对吸收电流的那些单元引起损害。
技术实现思路
本公开的实施例提供一种电力转换单元、操作电力转换单元的方法和电力转换系统。在一个实施例中，所述电力转换单元包括具有耦接到共用输出总线的转换器输出端的电力转换器。所述电力转换单元还包括被配置为产生对于该电力转换器的启动延迟的延迟发生器，其中如果共用输出总线上的总线电压的预偏置值大于预定义的阈值，则激活该启动延迟。另外，该电力转换单元包括被配置为在启动延迟之后控制该转换器输出端并且在电力转换器的启动期间保持转换器输出端的电流源条件的电压控制器。在另一个方面中，所述操作电力转换单元的方法包括在启动电力转换器之前测量共用输出总线上的总线电压，当共用输出总线上的总线电压的预偏置值大于预定义的阈值时，产生用于该电力转换器的启动延迟。该方法还包括在启动延迟之后控制该电力转换器以在电力变换器的启动期间保持电流源条件。在另一个方面中，该电力转换系统包括共用输出总线和耦接到该共用输出总线的多个电力转换单元。每个电力转换单元包括具有耦接到该共用输出总线的转换器输出端的电力转换器和在共用输出总线上的总线电压的预偏置值大于预定义的阈值时产生用于该电力转换器的启动延迟的延迟发生器。每个电力转换单元还包括在启动延迟之后控制该转换器输出端并且在电力转换器的启动期间保持转换器输出端的电流源条件的电压控制器。该电力转换系统还包括耦接到该共用输出总线的负载。前面已经概述了本公开的优选和可替换的特征，以使得本领域技术人员以更好地理解下述公开的详细描述。在下文中将描述本公开的形成本公开的权利要求书的主题的附加特征。本领域技术人员将理解，他们可以容易地使用公开的构思和特定的实施例作为设计或修改用于执行本公开的相同目的的其它结构的基础。附图说明现在结合附图进行以下描述，其中图I示出了采用根据本公开的原理构造的二级控制结构的电力转换单元的框图；图2示出了具有与服务公共负载的输出总线连接的一对电力转换单元的电力转换系统的框图；·图3示出了显示用于图2的第一和第二电力转换单元的电力转换系统启动序列的波形的集合；图4示出了显示与服务公共负载的输出总线连接的多个电力转换单元的另一个电力转换系统的框图；图5示出了显示用于图4的第一、第二和第三电力转换单元的转换器启动序列的波形的另一个集合；和图6示出了根据本公开的原理执行的操作电力转换单元的方法的实施例的流程图。具体实施例方式已经提出了许多技术来提供没有反向电流流入输出端的软启动。这些中的一个在由 Reddy 等人在 2012 年五月 17 日提交的题为“Monotonic Pre-Bias Start-Up Of A DC-DCConverter”的美国专利申请序列号No. 13/474，578中描述,该申请与本公开共同受让并且通过引用合并于此。在此方法中，电压控制器测量DC-DC转换器的输出端上的预偏置电压。如果检测到预偏置电压，则电压控制器计算将产生稍大于预偏置电压的初始输出电压的占空系数。通过使用产生稍大于预偏置电压的电压(例如，大IOOmV)的控制信号(例如，PWM占空系数)，它确保了在启动时没有反向(吸收)电流将流回到启动的电力转换单元。然后在启动时采用此PWM占空系数。如果预偏置电压相对恒定，则此方法非常适用。但是，如果预偏置电压快速变化，则这个方法不合适。本公开的实施例提供在并联耦接的单元的非同时启动期间两个或多个并联耦接的电力转换单元的自动接通，而不需要附加的外部电路或并联耦接的单元之间的同步连接。另外，并联的电力转换单元的这些实施例通常可以采用智能控制处理器，智能控制处理器还可以检测共用输出总线的电压状态并对并联的电力转换单元的接通过程自动排序(即，自交错启动)。在被配置用于交错启动的并行转换单元的启动时的最大总线负载可以不超过单个单元的满载能力。DC输出电力转换单元可以包括由DC输入操作以及由AC输入操作的DC输出电力转换单元。在通常应用中，此共用输出总线可以向各个负载点(POL)模块随后向电力系统负载提供电力。在很多情况下，随着系统经历它的初始化过程，这些POL具有依次的启动布置，这可以限制初始启动最大负载或保证适当的系统功能。图I示出了采用根据本公开的原理构造的二级控制结构的直流电-DC电力转换单元(总体指定为100)的框图。电力转换单元100包括电力转换器105和电力控制器125。电力转换器105包括电力转换单元100的电力处理部件和一些感测和驱动电路。它具有在隔离屏障118两端彼此电隔离并且提供单独的初级和次级接地结构的初级和次级。电力控制器125还采用隔离屏障118来电隔离被指代为单独的接地结构的初级和次级部件。将电力转换器105连接在负载120两端以将DC输入电压VIN转换为DC输出电压Vout0电力转换器105包括电磁干扰(EMI)滤波器106、全桥开关电路108、主电力变压器 110、输出电感器111、第一和第二同步输出整流器开关(例如，FET) 112A、112B、可选的输出电流传感单兀114和输出滤波器电容器(Cout) 116。输出滤波器电容器(Cout) 116可以包括在电力转换器105内包含的输出滤波器电容器和在电力转换器外从+Vout连接到-Vout的滤波器电容器。主电力变压器110形成隔离屏障118的一部分。此外，电力变压器110和输出电感器111可以被组合成整合的磁结构。电力控制器125包括转换器控制器126，其具有延迟发生器127和电压控制器128。电力控制器125还包括第一和第二次级开关驱动器129A、129B、光隔离器130、初级开关驱动器132和通过偏压电源变换器136连接到次级侧DC偏压电压调节器138的偏压电源单兀134。光隔离器130和偏压电源变换器136也形成隔离屏障118的一部分。在操作期间，EMI滤波器106提供用于电力转换单元100的输入电压EMI滤波。在本实施例中，全桥开关电路108向主电力变压器110的初级绕组提供全波AC信号。主电力变压器110的次级绕组然后向第一和第二同步整流器输出开关112AU12B提供全波AC次级信号以用于整流。从主电力变压器110的次级绕组中间抽头向包含输出电感器111和输出滤波器电容器116的输出滤波器提供整流后的输出信号。可选的输出电流传感单兀114提供电力转换器105的输出电流幅本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电力转换单元，包括：电力转换器，具有耦接到共用输出总线的转换器输出端；延迟发生器，被配置为产生用于所述电力转换器的启动延迟，其中如果所述共用输出总线上的总线电压的预偏置值大于预定义的阈值，则激活所述启动延迟；以及电压控制器，被配置为在所述启动延迟之后控制所述转换器输出端并且在所述电力转换器的启动期间保持所述转换器输出端的电流源条件。
【技术特征摘要】
2011.06.24 US 61/500,710;2012.06.08 US 13/491,6731.一种电カ转换单元，包括 电カ转换器，具有耦接到共用输出总线的转换器输出端； 延迟发生器，被配置为产生用于所述电カ转换器的启动延迟，其中如果所述共用输出总线上的总线电压的预偏置值大于预定义的阈值，则激活所述启动延迟；以及 电压控制器，被配置为在所述启动延迟之后控制所述转换器输出端并且在所述电カ转换器的启动期间保持所述转换器输出端的电流源条件。2.如权利要求I所述的电力转换单元，还包括在产生所述启动延迟之前的初始化检查延迟，所述初始化检查延迟包括固定长度的时间加上选择的具有最小时间极限和最大时间极限的随机长度的时间。3.ー种操作电カ转换单元的方法，包括 在电カ转换器的启动之前，測量共用输出总线上的总线电压； 当所述共用输出总线上的总线电压的预偏置值大于预定义的阈值时，产生用于所述电力转换器的启动延迟；以及 在所述启动延迟之后控制所述电カ转换器以在所述电カ转换器的启动期间保持电流源条件。4.如权利要求3所述的方法，其中产生启动延迟包括从由以下项构成的组中选择启动延迟 具有最小时间限制和最大时间限制的随机长度的时间；和 固定长度的时间。5....
【专利技术属性】
技术研发人员：S·古特列，S·帕尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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