[發(fā)明專利]多電平功率變換器及其制造方法和操作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210146195.1
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN102857130A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設計）人: R·雷迪
• 申請（專利權）人: 世系動力公司
• 主分類號: H02M7/17
• 分類號: H02M7/17
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李玲

技術領域

本申請一般涉及功率變換，更具體地說，涉及功率變換器、制造功率變換器的方法和操作功率變換器的方法。

背景技術

電感-電感-電容(LLC)功率變換器是功率變換系統(tǒng)的日益重要部分。與其它功率變換器相比，LLC功率變換器具有許多優(yōu)點。這些優(yōu)點可以包括當在初級開關在空載和滿載之間循環(huán)時的零電壓切換，以及提供較低的電磁發(fā)射。LLC功率變換器還可以在比其它多種形式的功率變換器更高的開關頻率下工作，這又能夠降低某些LLC功率變換器組件的大小。不過，當采用LLC功率變換器時，尤其是當試圖對于公共輸出負載，交錯兩個或更多的LLC功率變換器時，也會出現(xiàn)缺陷。交錯LLC功率變換器的一個特別難以解決的缺陷包括由于交錯LLC功率變換器之間的不同組件容限，使來自多個交錯LLC功率變換器的負載電流不同。在這方面的改進會有利于該領域。

發(fā)明內容

本公開的實施例提供功率變換器，以及制造功率變換器的方法和操作功率變換器的方法。

在一個實施例中，功率變換器包括連接成接收3相AC輸入電壓和提供多個DC電壓電平的輸入級。功率變換器還包括由多個交錯LLC變換器構成的輸出級，所述多個交錯LLC變換器具有耦接到多個DC電壓電平的串聯(lián)連接輸入端，和提供DC輸出電壓的并聯(lián)連接輸出端。另外，功率變換器包括與輸入級和輸出級互連，以便從用于DC輸出電壓的多個交錯LLC變換器提供大體均衡的輸出電流的均衡電路。

在再一方面，制造功率變換器的方法包括連接輸入級，以接收3相AC輸入電壓和提供多個DC電壓電平。所述方法還包括用具有耦接到多個DC電壓電平的串聯(lián)連接輸入端和提供DC輸出電壓的并聯(lián)連接輸出端的多個LLC變換器構成輸出級。另外，所述方法包括使均衡電路與輸入級和輸出級互連，以大體均衡來自用于DC輸出電壓的多個LLC變換器的輸出電流。

在另一方面，操作功率變換器的方法包括接收3相AC輸入電壓和提供多個DC電壓電平，以及從具有耦接到多個DC電壓電平的串聯(lián)連接輸入端的多個交錯LLC變換器的并聯(lián)連接輸出端，產(chǎn)生DC輸出電壓。所述方法還包括從用于DC輸出電壓的多個交錯LLC變換器，提供大體均衡的輸出電流。

上面概述了本公開的優(yōu)選特征和備選特征，以致本領域的技術人員可更好地理解本公開的以下詳細說明。下面將說明本公開的構成本公開的權利要求的主題的另外特征。本領域的技術人員會認識到，他們能夠容易地把公開的構想和具體實施例用作設計或修改實現(xiàn)本公開的相同目的的其它結構的基礎。

附圖說明

現(xiàn)在參考結合附圖進行的以下說明，其中：

圖1圖解說明按照本公開的原理構成的功率變換器的實施例的方框圖；

圖2A和2B圖解說明表示利用均衡電路，比如圖1中的均衡電路的影響的交錯LLC變換器輸出電流的例子；

圖3圖解說明與圖1中所示的功率變換器對應的功率變換器的實施例的示意圖；

圖4圖解說明與圖3的輸出級的LLC變換器對應的交錯LLC變換器控制信號；

圖5圖解說明與圖3的輸出級中的交錯LLC變換器對應的歸一化增益曲線；

圖6圖解說明與圖1中所示的功率變換器對應的功率變換器的另一個實施例的示意圖；

圖7圖解說明按照本公開的原理構成的擴展功率變換器的實施例的方框圖；

圖8A、8B和8C圖解說明與圖7的擴展功率變換器相關并且按照本公開的原理構成的幾個電壓總線結構、輸出級和均衡電路；

圖9圖解說明按照本公開的原理進行的制造功率變換器的方法的實施例的流程圖；以及

圖10圖解說明按照本公開的原理進行的操作功率變換器的方法的實施例的流程圖。

具體實施方式

圖1圖解說明按照本公開的原理構成的功率變換器100的實施例的方框圖。功率變換器100包括輸入級105、輸出級115和均衡電路125。

輸入級105是3相3電平功率因數(shù)校正電路，它具有連接到3相AC輸入電壓的3個輸入端107a、107b、107c。輸入級105還包括具有連接成以正DC總線電壓(+Vbus)、中間總線電壓(Vmid)和負DC總線電壓(-Vbus)的形式提供多個DC電壓電平的3個電平108、109、110的輸出端。