[發明專利]具有四象限變換器的改進電源及用于操作的技術

在審

• 申請號: 201880034915.0
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN110663166A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: A·梅尼徹
• 申請（專利權）人: 依賽彼公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;B23K9/00;H02M7/797;H02M5/458
• 代理公司: 11038 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 曹瑾

1.一種電源，包括：

初級前置變換器，所述初級前置變換器被耦合為從供電干線接收功率，以及被配置為接收處于低頻的交流(AC)電壓，并且輸出高DC電壓，以及還被配置為接收高DC電壓，并且輸出交流；

初級變換器，所述初級變換器部署在所述電源的初級側上，并且耦合到來自所述初級前置變換器的所述高DC電壓；

隔離變壓器，被耦合為從所述初級變換器接收高頻AC電壓，并且輸出高頻次級AC電壓，以及被耦合為接收高頻次級AC電流，并且輸出初級高頻AC電流；以及

輸出變換器，所述輸出變換器部署在所述電源的次級側上，其中所述輸出變換器被配置為從所述隔離變壓器接收高頻AC電壓，并且將第一極性或第二極性的DC電壓輸出到輸出端，以及其中所述輸出變換器被配置為從所述輸出端接收第一方向或第二方向的DC電流，并且向所述隔離變壓器輸出高頻AC電流。

2.如權利要求1所述的電源，包括輸入電容器，所述輸入電容器部署在所述初級前置變換器和所述初級變換器之間的DC鏈路兩端，所述輸入電容器被耦合為通過接收反向電流來平衡所述初級前置變換器和所述初級變換器之間的功率流動，所述反向電流從所述次級側流向所述初級側。

3.如權利要求1所述的電源，還包括控制系統，所述控制系統耦合到所述初級變換器和所述輸出變換器，所述控制系統向所述初級變換器和所述輸出變換器提供控制信號，其中所述控制信號確定雙極輸出電壓和雙向功率流動操作。

4.如權利要求1所述的電源，其中所述初級變換器被配置為通過借助于脈寬調制控制平均輸出電壓來控制遞送到所述次級側的功率，以及被配置為強制所述輸出變換器的操作的條件。

5.如權利要求1所述的電源，所述輸出變換器包括多個開關和整流器，所述多個開關和整流器將從所述隔離變壓器獲取的次級高頻AC電壓整流為第一極性或第二極性的DC電壓，或者通過兩種極性的組合來產生低頻的AC電壓。

6.如權利要求1所述的電源，所述輸出變換器包括多個開關和整流器，所述輸出變換器被配置為將在第一方向或第二方向中流動的輸出電流逆變為具有高頻，并且向所述隔離變壓器饋送高頻的AC電流。

7.如權利要求1所述的電源，其中所述隔離變壓器包括具有第一端部、第二端部和中心抽頭的次級繞組，所述輸出變換器包括：

四狀態受控導通開關，包括第一開關和第二開關，所述第一開關和所述第二開關具有四狀態受控導通，其中，響應于控制信號，所述輸出變換器被配置為：

在第一方向中傳導電流，并且在第二方向中阻止所述電流，

在所述第二方向中傳導所述電流，并且在所述第一方向中阻止所述電流，

在所述第一方向和所述第二方向中阻止所述電流，或者

在所述第一方向和所述第二方向中傳導所述電流。

8.如權利要求7所述的電源，

其中所述第一開關的第一側耦合到所述次級繞組的所述第一端部；以及

其中所述第二開關的第一側耦合到所述次級繞組的所述第二端部，

其中所述第一開關的第二側和所述第二開關的第二側直接地或通過電感器間接地耦合到第一輸出極；以及

其中第二輸出極直接地或通過電感器間接地耦合到所述隔離變壓器的所述中心抽頭。

9.如權利要求7所述的電源，

其中所述四狀態受控導通開關還包括：

串聯連接的兩個單向受控導通開關；以及

兩個整流器，

其中第一整流器與所述第一開關并聯連接，以在與由所述第一開關控制的第二給定方向相反的第一給定方向中提供永久導通，

其中第二整流器與所述第二開關并聯連接，以在與由所述第二開關控制的第四給定方向相反的第三給定方向中提供永久導通，以及

其中所述第一整流器和所述第二整流器串聯連接，具有相反的方向。