[發明專利]使用T配置的具有升壓能力的復合AC-DC功率轉換器

在審

• 申請號: 201410242106.2
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN104167936A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: E·加內夫;W·瓦爾;陳可民
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04;H02M1/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬麗娜;徐紅燕

一種升壓AC?DC轉換器。AC?DC轉換器可包括主整流器、第一輔助整流器、第二輔助整流器和變壓器組件。變壓器組件可包括一組初級繞組，布置在第一多相位配置中并連接到主整流器，第一組次級繞組，布置在第二多相位關系中并連接到第一輔助整流器，以及第二組次級繞組，布置在第三多相位配置中并連接到第二輔助整流器。第一組次級繞組的第二多相位配置和第二組次級繞組的第三多相位配置可以處于相對于該組初級繞組的第一多相位配置的相移關系中。

背景技術

本發明總的來說涉及AC-DC轉換器，并且更具體地說涉及具有電壓升壓能力的無源AC-DC轉換器。

AC-DC轉換器在現代航空/軍事工業中扮演了重要角色，在用于飛機和宇宙飛船的更加電氣化框架(MEA)領域中尤其如此。由于大量的電力系統和設備被安裝在同一母線上，電能質量對于MEA飛機是一個主要的關注點。這些系統和設備的電能質量具有迫切的需求，以確保所有的電源/用電設備在一起正常運行。

已創造術語“復合AC-DC轉換器”來區分出并行使用兩種或更多轉換方法的轉換器。復合AC-DC轉換器的概念源自于向更小尺寸、更低重量和更高效率的進一步改進。

盡管復合AC-DC轉換器朝向性能改進邁出了一大步，但其并未并入高效的升壓能力。它們通常提供對三相115-V AC系統進行整流，從而得到270V DC的典型輸出電壓值。為了連續功率調節的更好的性能，存在其中希望輸出電壓更高得多的許多應用。在一些功率分配系統中使用的典型值為540V DC、+/-270Vdc和610V DC。其意味著對于在三相115-V AC系統中使用的復合AC-DC轉換器來說在其整流輸出下產生約兩倍更高的輸出電壓將是理想的。換而言之，在復合AC-DC轉換器中提供電壓升壓能力將是理想的。此外，在僅引入最小諧波失真到輸入AC電流時實現這樣的無源電壓升壓將是理想的。

通常，可以通過采用具有高脈沖配置的AC-DC轉換器來減少更低頻率的諧波失真。例如，當用24脈沖轉換器來對三相AC功率執行轉換時，輸入功率的諧波失真可被維持在合理的低水平。當然，24脈沖轉換器必須具有比12脈沖或18脈沖轉換器更多數目的變壓器繞組。因此，24脈沖轉換器通常比12脈沖或18脈沖轉換器更重、更大和更加昂貴。這樣的尺寸和重量可以通過考慮和表達式W/VA來客觀地評估：其中W為DC功率的瓦特數；并且VA為以伏特-安培表示的變壓器額定值。對于典型的具有1∶2升壓能力的18脈沖轉換器，W/VA可為約0.5。

如可以看出的，存在對小的和輕重量的電壓升壓AC-DC轉換器的需要，該轉換器僅產生輸入電流和電壓的最小諧波失真。更具體地，存在對12脈沖或18脈沖轉換器的需要，該轉換器可在僅產生輸入AC電流和電壓的最小低頻諧波失真的情況下產生電壓升壓。

發明內容

在本發明的一個方面中，一種AC-DC轉換器可包括：主整流器；第一輔助整流器；第二輔助整流器；以及變壓器組件，包括：一組初級繞組，布置在第一多相位配置中，并連接到主整流器；第一組次級繞組，布置在第二多相位關系中，并連接到第一輔助整流器；以及第二組次級繞組，布置在第三多相位配置中，并連接到第二輔助整流器，其中第一組次級繞組的第二多相位配置和第二組次級繞組的第三多相位配置處于相對于該組初級繞組的第一多相位配置的相移關系中，使得由第一和第二組次級繞組顯現的AC功率相對于施加到初級繞組的AC功率被相移。

在本發明的另一方面中，非對稱AC-DC轉換器可包括：主整流器；第一輔助整流器；第二輔助整流器；以及變壓器組件，包括：一組初級繞組，布置在第一多相位配置中，并連接到主整流器；第一組次級繞組，布置在第二多相位關系中，并連接到第一輔助整流器；以及第二組次級繞組，布置在第三多相位配置中，并連接到第二輔助整流器，其中第一組次級繞組的第二多相位配置和第二組次級繞組的第三多相位配置處于相對于該組初級繞組的第一多相位配置的相移關系中，使得由第一和第二組次級繞組顯現的AC功率相對于施加到初級繞組的AC功率被相移；并且其中第一組次級繞組的第二多相位配置不同于第二組次級繞組的第三多相位配置。