[發明專利]具有帶有碳化硅MOSFET的逆變器塊的功率轉換器的控制方法

在審

• 申請號: 201880095250.4
• 申請日: 2018-04-30
• 公開（公告）號: CN112292804A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: R·G·瓦戈納;東棟;G·賈尼雷迪;D·史密斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M7/493
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李嘯;姜冰

提供了用于操作功率轉換器的系統和方法，所述功率轉換器具有多個逆變器塊，所述多個逆變器塊具有碳化硅MOSFET。轉換器可包括多個逆變器塊。每個逆變器塊可包括多個開關裝置。多個開關裝置可包括一個或多個碳化硅MOSFET。控制方法可包括：由控制系統向多個逆變器塊中的第一逆變器塊提供一個或多個選通命令。控制方法還可包括：由控制系統實施選通命令延遲，以至少部分地基于一個或多個選通命令來生成第一延遲選通命令。控制方法還可包括：由控制系統向多個逆變器塊中的第二逆變器塊提供第一延遲選通命令。

技術領域

本主題一般涉及功率系統，并且更特別地涉及用于向利用具有碳化硅MOSFET的逆變器塊的功率轉換器提供選通命令（gating command）的系統和方法。

背景技術

發電系統可以使用功率轉換器將功率轉換成適合于能量網（energy grid）的功率形式。在典型的功率轉換器中，可以在諸如半橋或全橋電路之類的電子電路中使用多個開關裝置以轉換功率，所述多個開關裝置諸如絕緣柵雙極晶體管（IGBT）或金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）。開關裝置技術的最新發展已慮及在功率轉換器中使用碳化硅（“SiC”）MOSFET。與常規IGBT相比，使用SiC MOSFET慮及以高得多的開關頻率來操作功率轉換器。

發明內容

本公開的實施例的方面和優點將在下面的描述中部分地闡述，或者可以從本描述中獲悉，或者可以通過實踐實施例來獲悉。

本公開的一個示例方面針對用于操作轉換器的控制方法。轉換器可包括多個逆變器塊。每個逆變器塊可包括多個開關裝置。多個開關裝置可包括一個或多個碳化硅MOSFET。控制方法可包括：由控制系統向多個逆變器塊中的第一逆變器塊提供一個或多個選通命令。控制方法還可包括：由控制系統實施選通命令延遲，以至少部分地基于一個或多個選通命令來生成第一延遲選通命令。控制方法還可包括：由控制系統向多個逆變器塊中的第二逆變器塊提供第一延遲選通命令。

本公開的另一個示例方面針對功率轉換系統。該功率轉換系統可包括轉換器。轉換器可包括多個逆變器塊。每個逆變器塊可包括多個開關裝置。多個開關裝置可包括一個或多個碳化硅MOSFET。功率轉換系統還可包括控制系統，其包括多個柵極驅動卡。控制系統可被配置成通過向多個逆變器塊提供一個或多個選通命令來控制轉換器的操作。每個逆變器塊可具有多個柵極驅動卡中的一個或多個相關聯的柵極驅動卡，所述多個柵極驅動卡被配置成向逆變器塊中的多個開關裝置提供一個或多個選通命令。每個逆變器塊的一個或多個相關聯的柵極驅動卡中的至少一個可菊花鏈接到另一個逆變器塊的一個或多個相關聯的柵極驅動卡中的至少一個。

本公開的另一個示例方面針對風力發電系統。該風力發電系統可包括：風力發電機，被配置成生成AC功率；以及AC到DC轉換器，其耦合到所述風力發電機。AC到DC轉換器可被配置成將來自風力發電機的AC功率轉換成DC功率。風力發電系統還可包括DC鏈路，其耦合到AC到DC轉換器。DC鏈路可被配置成從AC到DC轉換器接收DC功率。風力發電系統還可包括DC到AC轉換器，其耦合到DC鏈路。DC到AC轉換器可被配置成從DC鏈路接收DC功率。DC到AC轉換器可包括多個逆變器塊。每個逆變器塊可包括多個開關裝置。多個開關裝置可包括一個或多個碳化硅MOSFET。風力發電系統還可包括控制系統，其包括多個柵極驅動卡。控制系統可被配置成通過向多個逆變器塊提供一個或多個選通命令來控制DC到AC轉換器的操作。每個逆變器塊可具有多個柵極驅動卡中的一個或多個相關聯的柵極驅動卡，所述多個柵極驅動卡被配置成向逆變器塊中的多個開關裝置提供一個或多個選通命令。每個逆變器塊的一個或多個相關聯的柵極驅動卡中的至少一個可菊花鏈接到另一個逆變器塊的一個或多個相關聯的柵極驅動卡中的至少一個。控制系統還可被配置成實施由柵極驅動卡提供的選通命令中的選通命令延遲。

可以對本公開的這些示例方面進行變化和修改。