用于大功率DC/DC转换器的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电压转换系统和方法。产生并且交叉相移调制信号，从而提供交叉的相移调制信号。使用交叉的相移调制信号控制多个电压转换器，从而将输入电压处的输入电流转换为输出电压处的输出电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例一般涉及电子功率调节器。更具体地，本专利技术实施例涉及电子DC至DC/DC-DC转换器。
技术介绍
DC至DC转换器为电子电路，其将直流电(DC)电源从一种电压电平转换为另一种。DC至DC转换器在例如功率系统和便携式电子装置等多种应用中是重要的。DC至DC转换器可还调节输出电压。升高/升压转换器为输出DC电压比其输入DC电压要大的转换器。降低/降压转换器为DC输出电压比其DC输入电压要低的转换器。
技术实现思路
本专利技术公开了电压转换器系统和方法。产生并且交叉/交织相移调制信号，从而提供交叉的相移调制信号。使用交叉的相移调制信号控制多个全桥电压转换器，从而将输入电压处的输入电流转换为输出电压处的输出电流。以这种方式，例如形成燃料电池组或者电池等低压DC功率电源被转换为高压DC输出。例如，本公开实施例提供将例如燃料电池组或者电池(通常约40至约60Vdc)等低压功率电源与飞机电力分配系统结合的方法，其中在飞机电力分配系统中，需要用于驱动DC负载的约270Vdc的被调的双极性和用于电压源型逆变器的约600至约800Vdc的单极性。在实施例中，电压转换的方法产生多个相移调制信号，并且交叉相移调制信号，从而提供交叉的相移调制信号。方法使用交叉的相移调制信号还控制多个电压转换器，从而将输入电压处的输入电流转换为输出电压处的输出电流。在另一个实施例中，电压转换系统包含控制器模块，和多个电压转换器。控制器模块产生相移调制信号，并且交叉相移调制信号，从而提供交叉的相移调制信号。使用交叉的相移调制信号控制电压转换器，从而将输入电压处的输入电流转换为输出电压处的输出电流。在又一个实施例中，提供电压转换系统的方法提供控制器模块，并且提供多个电压转换器。控制器模块产生多个相移调制信号，并且交叉相移调制信号，从而提供交叉的相移调制信号。使用交叉的相移调制信号控制电压转换器，从而将输入电压处的输入电流转换为输出电压处的输出电流。提供该
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍所选概念，其将在详细说明中进一步说明。该
技术实现思路
并不意味着确立所述主题事项的关键或基本特征，也不是要被用作判定所述主题事项的范围的辅助物。附图说明当结合下列附图考虑时，通过参考详细地描述和权利要求，可得到对本专利技术实施例的更完整的理解，其中贯穿附图的相同标识号指示相似部件。提供附图以促进对本公开的理解，而不是限制本公开的广度、深度、规模、或者适用性。附图无需按比例形成。图1示出根据本公开实施例的示例性电压转换电路。图2示出根据本公开实施例的电压转换系统的示例性功能方框图。图3示出示例性流程图，其示出根据本公开实施例的电压转换过程。图4示出示例性流程图，其示出根据本公开实施例的用于提供电压转换系统的过程。具体实施例方式下列详细描述本质上为示例性的，而不是要限制本公开或者应用，以及本公开实施例的使用。特定装置、技术、和应用的描述仅作为例子被提供。对于本领域普通技术人员，本文所描述的例子的修改是显而易见的，并且在不背离本公开精神和范围的情况下，本文所限定的一般原理可被应用至其他例子和应用。本公开应被允许与权利要求的范围相一致，并且不被限制于本文所描述和显示的例子。本文根据功能和/或逻辑块状组件和不同的处理步骤方面描述本公开实施例。应理解，可由任何数目的经配置执行特定功能的硬件、软件、和/或固件组件实现这样的块状组件。为简洁起见，涉及全桥转换器、变压器、低通滤波器、和本文所述系统的其他功能方面(以及系统的单独操作组件)，本文将不详细地描述传统技术和组件。此外，本领域技术人员将理解，本公开实施例可与各种硬件和软件相结合实行，并且本文所描述的实施例仅是本公开的示例性实施例。在实用的非限制应用的背景下，也就是，用于大功率飞机应用的DC至DC转换的背景下，描述本公开的实施例。然而，本公开的实施例不被限制于这样的飞机或者DC至DC转换器应用，并且本文描述的技术可还被运用在其他应用中。例如但不限于，实施例可适用于转换、DC至AC转换、AC至AC转换、或者其他转换。对于阅读该本描述后的本领域一般技术人员将是显而易见的，下面是本公开的例子和实施例，并不是限制于要根据这些例子的操作。可运用其他实施例，并且在不背离本专利技术示例性实施例的范围的情况下，可以做出结构的改变。例如，本专利技术实施例提供低压功率电源(例如，约40至约60Vdc)与飞机电力分配系统结合的方法，其中需要用于驱动DC负载的约270Vdc的被调的双极性和用于电压源型逆变器的约600至约800Vdc的单极性。可在高压(例如约1KW)下，完成从低压(例如约40Vdc)到高压(例如，约800Vdc)的高转换率。低压功率电源可包含，例如，但不限于，燃料电池组、太阳能电池阵、电池、或者其他功率电源。在一个实施例中，公开了从低压DC电源，例如燃料电池或者电池，用于产生大约270Vdc双极性，和/或大约600至800Vdc单极性的高功率DC至DC装置和方法。高功率DC至DC结构提供拓扑结构，例如4-相位交叉全桥转换器,其中可控相位在4全桥转换器之间移动，与串联输出的4变压器/整流器耦合。图1示出根据本公开实施例的示例性电压转换电路(转换器100)。四个基本相同的电压转换器(相位A、B、C、D)，每个包含连接到变压器的全桥变换器。转换器100包含相位A电压转换器、相位B电压转换器、相位C电压转换器、和相位D电压转换器，其被配置成使得其所有输入被连接至DC功率电源102。相位A电压转换器包含第一全桥转换器128、第一变压器122、第一整流器152和第一低通滤波器120。相位B电压转换器包含第二全桥转换器126、第二变压器124、第二整流器154、和第一低通滤波器120。在该方式中，相位A和相位B共享第一低通滤波器120;然而，在其他实施例中，每个相位可包含低通滤波器。相位C电压转换器包含第三全桥转换器138、第三变压器132、第三整流器156、和第二低通滤波器130。相位D电压转换器包含第四全桥转换器136、第四变压器134、第四整流器158、和第二低通滤波器130。在该方式中，相位C和相位D共享第二低通滤波器130 ;然而，在其他实施例中，每个相位可包含低通滤波器。第一全桥转换器128包含电子电路，其经操作能够转换来自DC电源102的转换器输入电压160，能够使输出电压作为正电压或者负电压被施加至第一变压器122、并且能够使由DC电源102转化的相位A输出电流142作为正电压或者负电压，被发送通过第一变压器122。闸刀开关Ql和开关Q4允许相位4输出电流142作为正电压被发送通过第一变压器122。闸刀开关Q2和开关Q3允许相位4输出电流142作为负电压被发送通过第一变压器122。在第一相位(相位A)操作第一全桥转换器128。第二全桥转换器126包含电子电路，其经操作能够转换来自DC电源102的转换器输入电压160，能够使输出电压作为正电压或者负电压被施加至第二变压器124、并且能够使由DC电源102转化的相位B输出电流144作为正电压或者负电压，被发送通过第二变压器124。在第二相位(相位B)操作第二全桥转换器126。相位B可包含，例如但不限于，离相位A的大约90度相移、离相位A的大约180度相移、或者其他合适的相移。正如本领域技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压转换的方法，所述方法包含：产生多个相移调制信号；交叉所述相移调制信号从而提供交叉的相移调制信号；以及使用所述交叉的相移调制信号控制多个电压转换器（100、202?216），从而将输入电压处的输入电流转换为输出电压处的输出电流。

【技术特征摘要】
2011.10.03 US 13/251,5271.一种电压转换的方法，所述方法包含 产生多个相移调制信号； 交叉所述相移调制信号从而提供交叉的相移调制信号；以及 使用所述交叉的相移调制信号控制多个电压转换器(100、202-216)，从而将输入电压处的输入电流转换为输出电压处的输出电流。2.根据权利要求1所述方法，还包含配置所述交叉的相移调制信号，从而降低所述输入电流的电流脉动。3.根据权利要求1或者2中的任一项所述方法，还包含使用所述交叉的相移调制信号降低所述输入电流的所述电流脉动。4.根据权利要求1-3中的任一项所述方法，还包含配置所述交叉的相移调制信号，从而降低所述输出电压的电压脉动。5.根据权利要求4所述方法，还包含使用所述交叉的相移调制信号降低所述输出电压的所述电压脉动。6.根据权利要求1-5中的任一项所述方法，其中每个所述电压转换器(100、1-N、202-216)包含 全桥转换器(128、126、138、136)，其被耦合到至少一个所述相移调制信号和所述输入电流，并且可操作将所述输入电流转换成第一 AC电流； 变压器(122、124、132、134)，其被耦合至所述全桥转换器(128、126、138、136)，并且可操作将所述第一 AC电流的第一电压转换成第二 AC电流的第二电压；以及 整流器(152、154、156、158)，其被耦合至所述变压器(122、124、132、134)，并且可操作将所述第二 AC电流转换成DC输出电流。7.根据权利要求1-6中的任一项所述方法，还包含低通滤波所述电压转换器(100、202-216)的至少一个的输出。8.根据权利要求1-7中的任一项所述方法，还包含使用所述相移调制信号的相移调制控制所述输出电压的输出电压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·王，D·克扎考斯基，F·德里恩，K·J·卡瑞米，L·高，S·刘，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：