[發(fā)明專利]級聯(lián)變換器系統(tǒng)及其變換器模塊投入運(yùn)行的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710060106.4
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN108347180B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏濤;陸城
• 申請（專利權(quán)）人: 臺達(dá)電子企業(yè)管理（上海）有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M1/32;H02M1/12
• 代理公司: 北京律智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11438
• 代理人: 姜怡;闞梓瑄

本公開提供一種級聯(lián)變換器系統(tǒng)及其變換器模塊投入運(yùn)行的方法，其中所述級聯(lián)變換器系統(tǒng)包括：n個變換器模塊；n個旁路開關(guān)模塊；以及一第二控制器，其中所述方法包括：模塊投入前步驟：n個所述旁路開關(guān)模塊中的m個所述旁路開關(guān)模塊處于非旁路狀態(tài)，其它n?m個所述旁路開關(guān)模塊處于旁路狀態(tài)，所述第二控制器與m個所述變換器模塊的所述第一控制器通信，使得m個所述變換器模塊根據(jù)一第一控制信號運(yùn)行，其中1≤m<n；模塊投入步驟：所述第二控制器控制第m+1個所述旁路開關(guān)模塊由處于旁路狀態(tài)變?yōu)樘幱诜桥月窢顟B(tài)；以及模塊投入后步驟：所述第二控制器與m+1個所述變換器模塊的所述第一控制器通信，使得m+1個所述變換器模塊根據(jù)一第二控制信號運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種級聯(lián)變換器系統(tǒng)，以及這種級聯(lián)變換器系統(tǒng)的變換器模塊投入運(yùn)行的方法。

背景技術(shù)

級聯(lián)變換器系統(tǒng)具有高功率密度、高效率以及易于模塊化等優(yōu)點(diǎn)，有望在數(shù)據(jù)中心、充電樁等場合得到廣泛應(yīng)用。

級聯(lián)變換器系統(tǒng)可以以單相或者三相方式運(yùn)行，每一相通常由多個變換器模塊級聯(lián)連接形成，其結(jié)構(gòu)包括變換器模塊輸入串聯(lián)/輸出串聯(lián)、變換器模塊輸入串聯(lián)/輸出并聯(lián)等。例如，在作為電力電子變壓器的級聯(lián)變換器系統(tǒng)中，每個級聯(lián)的變換器模塊可以輸出方波或階梯波電壓。通過將這些波形的電壓疊加，可以形成更多電平臺階的階梯波電壓，來逼近正弦波電壓。

級聯(lián)變換器系統(tǒng)通常通過增設(shè)冗余變換器模塊來提高其可靠性。例如，當(dāng)串聯(lián)級聯(lián)的變換器模塊中有一個出現(xiàn)故障時，就將此故障變換器模塊旁路掉，以使其退出工作，其它模塊仍然能夠正常工作，從而使整個系統(tǒng)不中止運(yùn)行。

然而，級聯(lián)變換器系統(tǒng)的冗余變換器模塊的數(shù)量總是有限的。當(dāng)所有冗余變換器模塊因出現(xiàn)故障而被旁路掉以后，如果再有變換器模塊出現(xiàn)故障，則系統(tǒng)將因整體變換器模塊數(shù)量不足，無法合成合格的波形而退出運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的目的在于提供一種級聯(lián)變換器系統(tǒng)的變換器模塊投入運(yùn)行的方法和一種根據(jù)所述方法來運(yùn)行的級聯(lián)變換器系統(tǒng)，從而至少在一定程度上克服由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺陷而導(dǎo)致的一個或多個問題。

本公開的其它特性和優(yōu)點(diǎn)將通過下面的詳細(xì)描述變得顯然，或部分地通過本公開的實(shí)踐而習(xí)得。

根據(jù)本公開的一個方面，提供一種級聯(lián)變換器系統(tǒng)的變換器模塊投入運(yùn)行的方法，其中所述級聯(lián)變換器系統(tǒng)包括：

n個變換器模塊，其中n>1，每個所述變換器模塊包括一第一端、一功率轉(zhuǎn)換電路、一第二端和一第一控制器，所述第一端與所述功率轉(zhuǎn)換電路電性連接，所述功率轉(zhuǎn)換電路與所述第二端電性連接，所述功率轉(zhuǎn)換電路包含至少一直流母線電容，所述第一控制器用于控制所述功率轉(zhuǎn)換電路；

n個旁路開關(guān)模塊，其中n個所述旁路開關(guān)模塊串聯(lián)并與一交流電源電性連接，n個所述變換器模塊的所述第一端與n個所述旁路開關(guān)模塊分別對應(yīng)地并聯(lián)連接；以及

一第二控制器，至少用于控制n個所述旁路開關(guān)模塊處于旁路狀態(tài)或非旁路狀態(tài)，

其中所述方法包括：

模塊投入前步驟：n個所述旁路開關(guān)模塊中的m個所述旁路開關(guān)模塊處于非旁路狀態(tài)，其它n-m個所述旁路開關(guān)模塊處于旁路狀態(tài)，所述第二控制器與m個所述變換器模塊的所述第一控制器通信，使得m個所述變換器模塊根據(jù)一第一控制信號運(yùn)行，其中1≤m<n；

模塊投入步驟：所述第二控制器控制第m+1個所述旁路開關(guān)模塊由處于旁路狀態(tài)變?yōu)樘幱诜桥月窢顟B(tài)；以及

模塊投入后步驟：所述第二控制器與m+1個所述變換器模塊的所述第一控制器通信，使得m+1個所述變換器模塊根據(jù)一第二控制信號運(yùn)行。