[發明專利]用于軟切換DC—DC轉換器的系統和方法

有效

• 申請號: 201710061052.3
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN108347167B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 許飛;許金剛;A·拉瑟;M·阿格米
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

1.一種用于直流DC-DC轉換器的軟切換系統，包括：

DC總線；

電源；

降壓/升壓轉換器，所述降壓/升壓轉換器耦合在所述電源與所述DC總線之間，所述降壓/升壓轉換器包括：

第一切換電路，所述第一切換電路耦合到所述DC總線，所述第一切換電路具有上部第一半導體開關、下部第一半導體開關、以及設置在所述上部第一半導體開關與所述下部第一半導體開關之間的第一節點；

第二切換電路，所述第二切換電路耦合到所述DC總線，所述第二切換電路具有上部第二半導體開關、下部第二半導體開關、以及設置在所述上部第二半導體開關與所述下部第二半導體開關之間的第二節點；

耦合電路，所述耦合電路耦合在所述第一節點與所述第二節點之間，所述第二切換電路被配置成用于控制所述耦合電路的充電和放電，以便允許所述第一切換電路和所述第二切換電路的軟切換；以及

電源電路，所述電源電路耦合在所述第一節點與所述電源之間，所述電源電路被配置成用于存儲電能和釋放電能。

2.如權利要求1所述的軟切換系統，進一步包括：控制器電路，所述控制器電路耦合到所述第一切換電路和第二切換電路，所述控制器電路配置為基于電動機的操作，來激活所述上部第一半導體開關、下部第一半導體開關、上部第二半導體開關和下部第二半導體開關中的至少一個。

3.如權利要求2所述的軟切換系統，其特征在于，所述電源電路配置為保持所述下部第一半導體開關和下部第二半導體開關中的至少一個的兩端電壓，以便所述控制器電路在零電壓切換時激活所述下部第一半導體開關和下部第二半導體開關中的至少一個。

4.如權利要求2所述的軟切換系統，其特征在于，所述電源電路配置為保持所述上部第一半導體開關和上部第二半導體開關中的至少一個的兩端電壓，以便所述控制器電路在零電壓切換時激活所述上部第一半導體開關和上部第二半導體開關中的至少一個。

5.如權利要求1所述的軟切換系統，其特征在于，所述第一切換電路、第二切換電路、耦合電路以及所述電源電路配置為在不連續傳導模式下操作。

6.如權利要求2所述的軟切換系統，其特征在于，所述控制器電路配置為操作所述第一切換電路和第二切換電路以便將由所述電源電路接收的電壓提升。

7.如權利要求2所述的軟切換系統，其特征在于，所述控制器電路配置為操作所述第一切換電路和第二切換電路以便將由功率逆變器電路接收的電壓減小。

8.如權利要求1所述的軟切換系統，進一步包括：

第三切換電路，所述第三切換電路具有上部第三半導體開關、下部第三半導體開關、以及耦合在所述上部第三半導體開關與所述下部第三半導體開關之間的第三節點；以及

諧振電路，所述諧振電路耦合在所述第二節點與第三節點之間，所述諧振電路被配置成用于轉移存儲在所述耦合電路中的能量以便允許所述第三切換電路的軟切換。

9.如權利要求8所述的軟切換系統，進一步包括：控制器電路，所述控制器電路耦合到所述第一切換電路、第二切換電路和第三切換電路，所述控制器電路配置為基于電動機的操作，來激活所述上部第一半導體開關、下部第一半導體開關、上部第二半導體開關、下部第二半導體開關、上部第三半導體開關和下部第三半導體開關中的至少一個。

10.如權利要求8所述的軟切換系統，其特征在于，所述第一切換電路、第二切換電路、第三切換電路、耦合電路以及電源電路被配置為在不連續傳導模式或連續傳導模式下操作。

11.如權利要求1所述的軟切換系統，其特征在于，所述電源電路包括耦合到電源的電感器。

12.如權利要求1所述的軟切換系統，其特征在于，所述第一切換電路和第二切換電路相對于彼此以不同的相位被操作。