本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中第一開關(guān)（OA1）被連接在輸入電壓源（udc/2）和第二開關(guān)（OA2）之間，其中第二開關(guān)（OA2）被連接到第三開關(guān)（OA3），其中第三開關(guān)（OA3）被連接到第四開關(guān)（OA4），其中第四開關(guān)（OA4）被連接到輸入電壓源（-udc/2），其中第一二極管（DA1）被連接在中性點（N）和第二開關(guān)（OA2）之間，其中第二二極管（DA2）被連接在第三開關(guān)（OA3）和中性點（N）之間。布置了兩個或更多個電流互感器，以便以交錯模式產(chǎn)生驅(qū)動信號。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種用于功率轉(zhuǎn)換的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和方法，其中第一開關(guān)被連接在輸入電壓源的上端和第二開關(guān)的上端之間，其中該第二開關(guān)的下端被連接到第三開關(guān)的上端，其中該第三開關(guān)的下端被連接到第四開關(guān)的上端，其中該第四開關(guān)的下端被連接到輸入電壓源的下端，其中第一二極管在導(dǎo)通方向上被連接在中性點和第二開關(guān)的上端之間，其中第二二極管被連接在第三開關(guān)的下端和中性點之間。
技術(shù)介紹
在三級逆變器(TLI)技術(shù)中，中性點箝位(NPC)逆變 器是由該行業(yè)所廣泛實現(xiàn)的第一多級拓?fù)洹Ｔ揘PC逆變器繼續(xù)被延伸地用于高壓和高功率應(yīng)用中，諸如高壓直流(HVDC)功率傳輸。該拓?fù)浠旧匣谌?，其中每相包括四個串聯(lián)連接的開關(guān)和連接到中性點或物質(zhì)(mass)的兩個二極管。通過適當(dāng)?shù)厍袚Q四個開關(guān)，提供了每相上的三級輸出，即在每相的輸出上提供輸入電壓的級+V、0、和-V。通過在不同相中適當(dāng)?shù)刈儞Q切換時間，NPC逆變器可以將直流(DC)電壓源的功率傳遞至電力網(wǎng)(PG)。因此，例如，NPC逆變器可被用來將太陽能電池發(fā)電廠中所產(chǎn)生的電能傳遞到公共電力系統(tǒng)中。在當(dāng)前的NPC逆變器中，使用了絕緣柵雙極晶體管(IGBT)開關(guān)，特別是為了提供較小的切換損耗。類似地，使用金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)或結(jié)型柵場效應(yīng)晶體管(JFET)也是已知的。在當(dāng)前已知的NPC逆變器中，電荷泵或自舉電路(bootstrap circuit)是為控制這些開關(guān)而選擇的電路。然而，這樣的電路尤其增加了 NPC逆變器的復(fù)雜性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是創(chuàng)建一種屬于開始提到的
的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其具有用于開關(guān)的選擇控制電路，這些開關(guān)尤其提供了簡單設(shè)計。本專利技術(shù)的解決方案由獨立權(quán)利要求的特征所規(guī)定。根據(jù)本專利技術(shù)，兩個或更多個電流互感器被如此布置，以便以交錯模式(interleaved mode)產(chǎn)生驅(qū)動信號。術(shù)語開關(guān)或輸入源的“上端”和“下”端將在功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)被基本上垂直地布置時被解釋。該功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可以涉及任何種類的功率轉(zhuǎn)換，即涉及AC至DC轉(zhuǎn)換、涉及DC至AC轉(zhuǎn)換、涉及DC至DC轉(zhuǎn)換或涉及AC至AC轉(zhuǎn)換(AC:交流，0(:直流)。尤其是，該功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可以涉及功率逆變器，即DC至AC轉(zhuǎn)換?？梢栽诠β兽D(zhuǎn)換系統(tǒng)的任何合適的位置處布置兩個或更多個電流互感器?？梢栽诘谝晃恢锰幉贾玫谝浑娏骰ジ衅?，以及可以在第二位置處布置第二電流互感器。第一電流互感器的初級繞組上的第一初級電流被轉(zhuǎn)變成第一電流互感器的次級繞組上的第一次級電流。第二電流互感器的初級繞組上的第二初級電流被轉(zhuǎn)變成第二電流互感器的次級繞組上的第二次級電流。第一和第二次級繞組電流形成了以交錯模式產(chǎn)生驅(qū)動信號的基礎(chǔ)。因此，在第一時間窗中，該第一次級電流形式了產(chǎn)生驅(qū)動信號的基礎(chǔ)，以及在第二時間窗中，第二次級電流形成了產(chǎn)生驅(qū)動信號的基礎(chǔ)。因此，在功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的兩個或更多個位置處的電流提供了用于產(chǎn)生驅(qū)動信號的基礎(chǔ)。由此，因為可選擇適當(dāng)?shù)碾娏鱽懋a(chǎn)生驅(qū)動信號，實現(xiàn)了簡單的設(shè)計。優(yōu)選地，第一開關(guān)和第四開關(guān)包括第一制造技術(shù)的半導(dǎo)體，尤其是MOSFET開關(guān)(MOSFET :金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)、JFET( JFET :結(jié)型柵場效應(yīng)晶體管)開關(guān)或IGBT(IGBT :絕緣柵雙極晶體管)開關(guān)，以及第二開關(guān)和第三開關(guān)包括第二制造技術(shù)的半導(dǎo)體，尤其是BJT開關(guān)(BJT :雙極結(jié)晶體管)。第一開關(guān)和第四開關(guān)以比第二開關(guān)和第三開關(guān)更高的頻率進行操作。盡管第一開關(guān)和第四開關(guān)包括第一技術(shù)的半導(dǎo)體，但第二開關(guān)和第三開關(guān)包括第二技術(shù)的半導(dǎo)體。第一技術(shù)可以被設(shè)計成減少切換損耗，以及第二技術(shù)可以被設(shè)計成減少傳導(dǎo)損耗。減少切換損耗的半導(dǎo)體的典型示例是M0SFET、JFET、或IGBT開關(guān)。另一方面，減少傳導(dǎo)損耗的典型示例是BJT開關(guān)。然而，根據(jù)所期望的效率，技術(shù)人員可以選擇任何期望的開關(guān)，以便減少切換損耗和傳導(dǎo)損耗。優(yōu)選地，第一電容器被連接在輸入電壓源的上端和中性點之間，以及第二電容器被連接在中性點和輸入電壓源的下端之間，以便使輸入源穩(wěn)定。 在優(yōu)選實施例中，二極管在導(dǎo)通方向上被連接在第一、第二、第三和第四開關(guān)的下端和上端之間，其形成了續(xù)流二極管。優(yōu)選地，第一開關(guān)的下端通過第二電流互感器的初級繞組被連接到第二開關(guān)的上端，以及第一二極管通過第一電流互感器的初級繞組被連接到第二開關(guān)的上端，和/或第三開關(guān)的下端通過第三電流互感器的初級繞組被連接到第四開關(guān)的上端，以及第四開關(guān)(0A4)的上端通過第四電流互感器的初級繞組(TA4P)被連接到第二二極管(DA2)?？梢愿鶕?jù)由電流互感器所測量的電流來控制功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的這些開關(guān)。優(yōu)選地，第一電流互感器的次級繞組在導(dǎo)通方向上通過二極管被連接到第二開關(guān)的控制端口，和/或第二電流互感器的次級繞組在導(dǎo)通方向上通過二極管被連接到第二開關(guān)的控制端口，和/或第三電流互感器的次級繞組在導(dǎo)通方向上通過二極管被連接到第三開關(guān)的控制端口，和/或第四電流互感器的次級繞組在導(dǎo)通方向上通過二極管被連接到第三開關(guān)的控制端口。因此，可以根據(jù)由電流互感器所測量的電流來控制功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第二和第三開關(guān)。在優(yōu)選實施例中，第二開關(guān)的下端通過第一控制塊和電阻器被連接到第二開關(guān)的控制端口，和/或第三開關(guān)的下端通過第二控制塊和電阻器被連接到第三開關(guān)的控制端口。由此，第二開關(guān)和第三開關(guān)可以被進一步控制，尤其是用于電流接近零時這些開關(guān)的初始接通和斷開。優(yōu)選地，第二開關(guān)和第三開關(guān)之間的連接點被連接到負(fù)載。該功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可以因此被用來傳遞功率到任何所期望的負(fù)載。在優(yōu)選實施例中，提供了多相，尤其是三相，其中每相包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第一二極管、第二二極管，其中在每相中，如果可適用的話，如先前所限定的提供第一電流互感器、第二電流互感器、第三電流互感器、第四電流互感器、和/或控制塊，其中第二開關(guān)和第三開關(guān)之間的連接點被連接到負(fù)載，尤其是連接到電力網(wǎng)或連接到電力系統(tǒng)。該功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可以因此適合于任何多相電力網(wǎng)或電力系統(tǒng)，尤其是適合于廣泛可用的3相電力系統(tǒng)，使得在例如太陽能發(fā)電廠的發(fā)電廠中所生成的功率可以被有效地傳遞到電力系統(tǒng)。在用于功率轉(zhuǎn)換的方法中，根據(jù)切換狀態(tài)表來切換第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、和第四開關(guān)，其中第一開關(guān)被連接在輸入電壓源的上端和第二開關(guān)的上端之間，其中第二開關(guān)的下端被連接到第 三開關(guān)的上端，其中第三開關(guān)的下端被連接到第四開關(guān)的上端，其中第四開關(guān)的下端被連接到輸入電壓源的下端，其中第一二極管在導(dǎo)通方向上被連接在中性點和第二開關(guān)的上端之間，其中第二二極管被連接在第三開關(guān)的下端和中性點之間，其特征在于，兩個或更多個互感器被操作成以交錯模式產(chǎn)生驅(qū)動信號。因為該兩個或更多個互感器可以被布置在任何合適的位置處，所以以簡單方式產(chǎn)生了該驅(qū)動信號。優(yōu)選地，第一開關(guān)和第四開關(guān)包括第一制造技術(shù)的半導(dǎo)體，尤其是MOSFET開關(guān)、JFET開關(guān)或IGBT開關(guān)，以及第二開關(guān)和第三開關(guān)包括第二制造技術(shù)的半導(dǎo)體，尤其是BJT開關(guān)。因為在用于功率轉(zhuǎn)換的當(dāng)前方法中包括了不同技術(shù)的開關(guān)，所以改善了功率轉(zhuǎn)換的效率，尤其是相對于切換損耗和傳導(dǎo)損耗。優(yōu)選地，在第一切換狀態(tài)中，第一開關(guān)和第二開關(guān)被接通并且第三開關(guān)和第四開關(guān)被關(guān)斷，在第二切換狀態(tài)中，第一開關(guān)被關(guān)斷且第二開關(guān)和第三本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中第一開關(guān)（OA1）被連接在輸入電壓源（udc/2）的上端和第二開關(guān)（OA2）的上端之間，其中第二開關(guān)（OA2）的下端被連接到第三開關(guān)（OA3）的上端，其中第三開關(guān)（OA3）的下端被連接到第四開關(guān)（OA4）的上端，其中第四開關(guān)（OA4）的下端被連接到輸入電壓源（?udc/2）的下端，其中第一二極管（DA1）在導(dǎo)通方向上被連接在中性點（N）和第二開關(guān)（OA2）的上端之間，其中第二二極管（DA2）被連接在第三開關(guān)（OA3）的下端和中性點（N）之間，其特征在于，布置了兩個或更多個電流互感器，其中以交錯模式產(chǎn)生驅(qū)動信號。
【技術(shù)特征摘要】
...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：D夫拉卡爾，NI施普林格特，
申請(專利權(quán))人：DET國際控股有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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