[發明專利]電力轉換器和電力系統

有效

• 申請號: 201810364523.2
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108736712B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 基莫·勞馬;泰羅·捷威萊恩
• 申請（專利權）人: 丹佛斯埃德特恩公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02H7/12
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張成新

一種電力轉換器包括：電感線圈(104)，電感線圈的第一極連接到電力轉換器的輸入端子(102)；位于地與電感線圈的第二極之間的可控開關(105)；第一單向導電部件(106)，該第一單向導電部件在所述可控開關不導電時提供從所述電感線圈流向所述電力轉換器的輸出端子(103)的電流的路徑；以及在所述輸出端子處的過流保護器(107)。電力轉換器包括第二單向導電部件(108)，第二單向導電部件(108)用于在輸出端子處的電壓小于輸入端子處的電壓的故障情況下將來自輸入端子的電流傳導至過流保護器。因此，第二單向導電元件構成了一個用于故障電流的低電感旁路路徑，并且使得過流保護器能夠快速響應故障情況。

技術領域

本發明涉及一種用于將輸入直流電壓轉換為輸出直流電壓的電力轉換器。此外，本公開涉及一種電力系統，其可以例如但不一定是船舶的電力系統或直流“DC”電力分配系統。

背景技術

在許多情況下，電力系統包括直流電壓軌道，用于向直流電壓軌道提供電能的一個或多個電池元件以及一個或多個電力轉換器，該一個或多個電力轉換器用于將直流電壓軌道的直流電壓轉換成適合于電力系統的一個或多個負載的電壓。電力系統可以是例如船舶的電力系統，在這種情況下，電力系統的負載可以包括一個或多個推進馬達，船舶的交流電壓網絡以及其他負載，例如，一個或多個船首推進馬達。馬達有利地是交流“AC”馬達，并且相應的電力轉換器是用于將直流電壓軌道的直流電壓轉換成適合于AC馬達的交流電壓的逆變器。

在許多情況下，直流電壓軌道的直流電壓高于電池元件的直流電壓是有利的。在這些情況下，每個電池元件通常與升壓電力轉換器(即升壓轉換器)連接到直流電壓軌道。電力轉換器通常包括其第一極連接到相應電池元件的電感線圈，在地和電感線圈的第二極之間的可控開關以及單向導電部件，例如二極管，以用于響應于可控開關處于非導電狀態的情況而提供從電感線圈到直流電壓軌道的電流的路徑。

在上述類型的電力系統中，通常需要在電壓軌道的直流電壓下降到電池電壓以下的故障情況下阻斷升壓電力轉換器與直流電壓軌道。直接的方法是在升壓電力轉換器和直流電壓軌道之間連接過流保護器，例如，熔斷器。與這種方法有關的一個固有挑戰是，熔斷器熔斷或者用于激活另一個過流保護器所需的故障電流流過升壓電力轉換器的電感線圈，因此需要適當的裝置來防止和/或用于保護免受由上述故障電流的突然變化引起的有害電壓峰值影響。此外，需要根據可以明顯高于正常工作時的相應電流的故障電流，設計電感線圈和單向導電部件，例如，二極管。另一種方法是向升壓電力轉換器提供布置成響應于上述類型的故障情況而降低電感線圈的電流的電路。然而，上述電路增加了升壓電力轉換器的復雜性和成本。

發明內容

以下呈現了簡化的概述，以提供對各種實施例的一些方面的基本理解。該概述不是本發明的廣泛概述。其既不旨在確定本發明的關鍵或重要元件，也不旨在描繪本發明的范圍。以下概述僅以簡化形式呈現一些概念作為示例性實施例的更詳細描述的序言。

根據本發明，提供了一種用于將輸入直流電壓轉換為輸出直流電壓的電力轉換器。該電力轉換器包括：

-用于接收輸入直流電壓的輸入端子，

-用于將輸出直流電壓提供給外部系統的輸出端子，

-電感線圈，該電感線圈的第一極連接到輸入端子的第一極，

-所述輸入端子的第二極與所述電感線圈的第二極之間的可控開關，以及

-第一單向導電部件，例如，二極管，該第一單向導電部件用于響應于可控開關處于非導電狀態并且電感線圈的電流流向電感線圈的第二極的情況，提供從電感線圈的第二極流向輸出端子的電流的路徑，

-過流保護器，例如熔斷器，該過流保護器在所述輸出端子處，所述過流保護器響應于通過所述輸出端子的電流超過預定極限的情況而阻斷通過所述輸出端子的電流，以及