[發明專利]用于提高功率轉換器的效率的開關策略

有效

• 申請號: 201880018557.4
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN110679072B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 東棟;R.G.瓦戈納;G.賈里雷迪;R.N.拉朱
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02M7/48;H02M3/335;H02M5/458;H02M7/797;H02J3/38;H02P9/00;H02K11/33;H02J3/36;F03D7/02;H02K7/18;F03D7/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊忠;陳浩然

提供了用于操作功率轉換器的系統和方法。DC?AC轉換器可包括內部轉換器和外部轉換器。內部轉換器可包括隔離變壓器、第一多個開關裝置。外部轉換器可包括第二多個開關裝置。控制方法可包括確定外部轉換器的輸出電壓。控制方法可進一步包括至少部分地基于外部轉換器的輸出電壓來控制內部轉換器的操作。

技術領域

本主題大體上涉及功率系統，且更特別地涉及用于提高功率轉換器的效率的系統和方法。

背景技術

發電系統可使用功率轉換器來使功率轉換成適合于電網的功率形式。在典型的功率轉換器中，多個開關裝置(諸如，絕緣柵雙極型晶體管(“IGBT”)或金屬氧化物半導體場效應晶體管(“MOSFET”))可用于電子電路(諸如，半橋或全橋式電路)中以轉換功率。開關裝置技術上的最新發展已允許在功率轉換器中使用碳化硅(“SiC”) MOSFET。與常規的IGBT相比，使用SiC MOSFET允許在高得多的開關頻率下操作功率轉換器。

發明內容

本公開的實施例的方面和優點將在以下描述中得到部分闡述，或可根據描述而認識到，或可通過實踐實施例而認識到。

本公開的一個示例性方面涉及一種用于操作DC-AC轉換器的控制方法。DC-AC轉換器可包括內部轉換器和外部轉換器。內部轉換器可包括隔離變壓器和第一多個開關裝置。外部轉換器可包括第二多個開關裝置。該方法可包括確定外部轉換器的輸出電壓。該方法還可包括至少部分地基于外部轉換器的輸出電壓來控制內部轉換器的操作。

本公開的另一示例性方面涉及一種功率轉換系統。功率轉換系統可包括DC-AC轉換器，DC-AC轉換器包括內部轉換器和外部轉換器。內部轉換器可包括隔離變壓器和第一多個開關裝置。外部轉換器可包括第二多個開關裝置。功率轉換系統還可包括配置成控制DC-AC轉換器的操作的控制系統。控制系統可配置成確定外部轉換器的輸出電壓。控制系統可進一步配置成至少部分地基于外部轉換器的輸出電壓來控制內部轉換器的操作。

本公開的另一示例性方面涉及一種風力發電系統。風力發電系統可包括配置成產生AC功率的風力發電機和耦合到風力發電機的AC-DC轉換器。AC-DC轉換器可配置成使來自風力發電機的AC功率轉換成DC功率。風力發電系統還可包括耦合到AC-DC轉換器的DC鏈路。DC鏈路可配置成從AC-DC轉換器接收DC功率。風力發電系統還可包括耦合到DC鏈路的DC-AC轉換器。DC-AC轉換器可配置成從DC鏈路接收DC功率。DC-AC轉換器可包括內部轉換器和外部轉換器。內部轉換器可包括隔離變壓器和第一多個開關裝置。外部轉換器可包括第二多個開關裝置。第一多個開關裝置或第二多個開關裝置中的至少一個開關裝置可為碳化硅MOSFET。風力發電系統還可包括配置成控制DC-AC轉換器的操作的控制系統。控制系統可配置成確定外部轉換器的輸出電壓。控制系統還可配置成至少部分地基于外部轉換器的輸出電壓來控制內部轉換器的操作。當外部轉換器的輸出電壓為零伏特時，控制系統可配置成控制內部轉換器以達到關閉狀態。當外部轉換器的輸出電壓非零時，控制系統可配置成控制內部轉換器以達到開啟狀態。

可對本公開的這些示例性方面作出變型和修改。

參考以下描述和所附權利要求書，多種實施例的這些和其它特征、方面和優點將變得更好理解。結合在本說明書中并構成其部分的附圖示出了本公開的實施例，并與描述一起用于闡釋相關的原理。

附圖說明

在參考附圖的說明書中闡述了實施例的針對本領域普通技術人員的詳細討論，在附圖中：

圖1描繪了示例性風力發電系統；

圖2描繪了根據本公開的示例性方面的用于在功率轉換器中使用的示例性元件；

圖3描繪了根據本公開的示例性方面的功率轉換器；

圖4描繪了根據本公開的示例性方面的示例性開關策略；

圖5描繪了根據本公開的示例性方面的示例性開關策略；