[發(fā)明專利]電壓源轉(zhuǎn)換器及其控制

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201580027732.2
• 申請日: 2015-03-23
• 公開（公告）號: CN106664007A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C.D.M.奧亞特斯;K.迪克;D.R.特賴納
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電器技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02M1/15
• 分類號: H02M1/15;H02M7/5388;H02M7/487
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 張金金,姜甜

1.一種電壓源轉(zhuǎn)換器，其包括：

在高與低DC端子之間連接的多個相分支；

其中每個相分支包括：

高側(cè)導向開關(guān)，其將所述高DC端子連接到對于該相分支的AC節(jié)點；以及

低側(cè)導向開關(guān)，其將所述AC節(jié)點連接到所述低DC端子；以及

鏈節(jié)電路，所述鏈節(jié)電路的第一端在所述高側(cè)與低側(cè)導向開關(guān)之間連接以電耦合于所述AC節(jié)點；

所述轉(zhuǎn)換器進一步包括第一和第二額外鏈節(jié)電路，其中所述第一和第二額外鏈節(jié)電路的第一端分別連接到所述高側(cè)DC端子和所述低側(cè)DC端子；以及

轉(zhuǎn)換器控制器，其配置成在電力循環(huán)中控制每個相分支的導向開關(guān)并且采用電壓模式控制每個相分支的鏈節(jié)電路以在所述電力循環(huán)期間在所述AC節(jié)點處提供受控電壓轉(zhuǎn)變，其中所述轉(zhuǎn)換器控制器可操作成采用電流模式控制所述鏈節(jié)電路中的至少一些以在所述電力循環(huán)期間的時刻提供限定的電流；

其中每個鏈節(jié)電路包括多個串聯(lián)連接的鏈節(jié)模塊，所述鏈節(jié)模塊中的每個包括至少一個能量存儲元件，其能夠選擇性地與其他模塊串聯(lián)連接或被繞過；

并且其中所述鏈節(jié)電路中的每個的第二端連接到共同節(jié)點使得在使用中，電流能夠經(jīng)由相應的鏈節(jié)電路從一個相分支流到另一個。

2. 如權(quán)利要求1所述的電壓源轉(zhuǎn)換器，其中所述轉(zhuǎn)換器控制器配置成：

采用電壓模式控制每個相分支的鏈節(jié)電路以在一個導向開關(guān)關(guān)斷與另一導向開關(guān)接通之間的轉(zhuǎn)變態(tài)期間在所述AC節(jié)點處提供限定的電壓轉(zhuǎn)變；并且

持續(xù)相分支不在轉(zhuǎn)變態(tài)的時間的至少部分采用電流模式操作所述相分支的鏈節(jié)電路。

3.如權(quán)利要求1或2所述的電壓源轉(zhuǎn)換器，其中所述轉(zhuǎn)換器控制器配置成基于AC和DC電流需求的指示以及所述轉(zhuǎn)換器的相分支中的每個的開關(guān)狀態(tài)來確定對于采用電流模式操作的每個鏈節(jié)電路的限定的電流流動。

4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的電壓源轉(zhuǎn)換器，其中所述轉(zhuǎn)換器具有三個相分支并且在使用中采用轉(zhuǎn)換器開關(guān)狀態(tài)的重復序列而可操作，所述轉(zhuǎn)換器開關(guān)狀態(tài)包括第一多個轉(zhuǎn)換器狀態(tài)，其中：

一個相處于高態(tài)，其中所述高側(cè)導向開關(guān)接通并且所述低側(cè)導向開關(guān)關(guān)斷；

一個相分支處于低態(tài)，其中所述低側(cè)導向開關(guān)接通并且所述高側(cè)導向開關(guān)關(guān)斷；并且

一個相分支處于轉(zhuǎn)變態(tài)，并且

其中在所述轉(zhuǎn)換器處于所述第一多個轉(zhuǎn)換器狀態(tài)中的一個時，所述轉(zhuǎn)換器控制器：

采用電流模式在所述高態(tài)操作所述相分支的鏈節(jié)電路來提供限定的鏈節(jié)電流，其具有基于所述DC電流需求減去對于該相的AC電流需求的分量；和/或

采用電流模式在所述低態(tài)操作所述相分支的鏈節(jié)電路來提供限定的鏈節(jié)電流，其具有基于所述DC電流需求減去對于該相的AC電流需求的分量。

5. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的電壓源轉(zhuǎn)換器，其中所述轉(zhuǎn)換器具有三個相分支并且在使用中采用轉(zhuǎn)換器開關(guān)狀態(tài)的序列可操作，所述轉(zhuǎn)換器開關(guān)狀態(tài)包括第二多個轉(zhuǎn)換器狀態(tài)，其中：

兩個相分支處于高態(tài)或低態(tài)中的同一個狀態(tài)中，在所述高態(tài)中所述高側(cè)導向開關(guān)接通并且所述低側(cè)導向開關(guān)關(guān)斷，在所述低態(tài)中所述低側(cè)導向開關(guān)接通并且所述高側(cè)導向開關(guān)關(guān)斷；并且

另一相分支處于高態(tài)或低態(tài)中的另一個中，并且其中，在所述轉(zhuǎn)換器處于所述第二多個轉(zhuǎn)換器狀態(tài)中的一個時，所述轉(zhuǎn)換器控制器：

操作處于相同狀態(tài)的兩個相分支的鏈節(jié)電路中的一個以提供具有基于DC電流需求的第一份額減去對于該相的AC電流需求的分量的限定的鏈節(jié)電流，并且

操作處于相同狀態(tài)的兩個相分支的鏈節(jié)電路中的另一個以提供具有基于DC電流需求的第二份額減去對于該相的AC電流需求的分量的限定的鏈節(jié)電流；

其中所述第一和第二份額在一起等于大致一的值。

6.如權(quán)利要求5所述的電壓源轉(zhuǎn)換器，其中在所述轉(zhuǎn)換器處于所述第二多個轉(zhuǎn)換器狀態(tài)中的一個時，所述轉(zhuǎn)換器控制器操作處于另一狀態(tài)的相分支的鏈節(jié)電路以提供具有基于DC電流需求減去對于該相的AC電流需求的分量的限定的鏈節(jié)電流。