平衡电容器功率转换器的制作方法

文档序号:21404852发布日期:2020-07-07 14:38阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种功率装置,其包含:

多个电容器,所述多个电容器彼此串联连接并且被配置成与直流(dc)电源并联连接;

第一转换器,所述第一转换器包含被配置成平衡所述多个电容器中的每个的两端电压的控制器;以及

第二转换器,所述第二转换器连接到所述多个电容器的端并且被配置成基于所述多个电容器两端的所述电压而生成输出电压。

2.根据权利要求1所述的功率装置,其中所述第一转换器被配置成主动地平衡所述多个电容器两端的所述电压,并且其中所述第二转换器被配置成被动地平衡所述多个电容器两端的所述电压。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的功率装置,其中所述第一转换器被配置成有力地保持所述多个电容器两端的所述电压的所述平衡。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的功率装置,其中所述第二转换器被配置成微弱地保持所述多个电容器两端的所述电压的所述平衡。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的功率装置,其中所述第二转换器包含:

(a)至少三个输入导体,每个所述输入导体连接到所述多个电容器中的一个的端,

(b)至少两个输出导体,每个所述输出导体连接到所述输出电压,

(c)开关电路,所述开关电路连接在所述至少三个输入导线和至少两个输出导体之间;以及

(d)控制器,所述控制器被配置成操作所述开关电路。

6.根据权利要求5所述的功率装置,其中所述控制器被配置成利用以小于10,000赫兹的频率操作的开环控制来操作所述开关电路。

7.根据权利要求5所述的功率装置,其中所述开关电路包含至少两个开关,所述至少两个开关被配置成在将所述多个电容器中的每个依次电连接到所述至少两个输出导体之间交替。

8.根据权利要求7所述的功率装置,其中所述开关电路包含至少两个二极管或开关,以将电流从所述多个电容器中的至少一个引导到所述至少两个输出导体。

9.根据权利要求8所述的功率装置,其中所述至少三个输入导体包含低电压导体、高电压导体和中电压导体。

10.根据权利要求9所述的功率装置,其中所述至少两个二极管包含第一二极管和第二二极管,每个二极管包含阳极端和阴极端,并且其中所述至少两个开关包含第一开关和第二开关,每个开关包含源极端和漏极端,并且其中:

(a)所述第一开关的所述源极端连接到所述低电压导体,

(b)所述第一二极管的所述阳极端连接到所述第一开关的所述漏极端,

(c)所述第一二极管的所述阴极端和所述第二二极管的所述阳极端连接到所述中电压导体,

(d)所述第二二极管的所述阴极端连接到所述第二开关的所述源极端,并且

(e)所述第二开关的所述漏极端是所述高电压导体。

11.根据权利要求9所述的功率装置,其中所述至少两个二极管包含二极管桥配置中的四个二极管,所述二极管桥配置包含阳极端、阴极端、第一交流端和第二交流端,其中所述至少两个开关包含第一开关和第二开关,每个开关包含源极端和漏极端,并且其中:

(a)所述第一开关的所述源极端连接到所述低电压导体,

(b)所述二极管桥配置的所述阳极端连接到所述至少两个输出导体中的高输出电压导体,

(c)所述二极管桥配置的所述阴极端连接到所述至少两个输出导体中的低输出电压导体,

(d)所述第一开关的所述漏极端连接到所述第二开关的所述源极端和所述二极管桥配置的所述第一交流端,

(e)所述二极管桥配置的所述第二交流端连接到所述中电压导体,以及

(f)所述第二开关的所述漏极端是所述高电压导体。

12.根据权利要求9所述的功率装置,其中所述至少两个二极管包含二极管桥配置中的四个二极管,所述二极管桥配置包含阳极端、阴极端和两个交流端,其中所述至少两个开关包含第一开关、第二开关和第三开关,每个开关包含源极端和漏极端,并且其中所述第三开关的所述源极端连接到所述低电压导体,并且其中所述第三开关的所述漏极端连接到所述二极管桥配置的所述阴极端。

13.根据权利要求5所述的功率装置,其中所述开关电路被配置成在多个dc到dc电源之间切换所述多个电容器的所述端,所述dc到dc电源中的每个被配置成向所述第一转换器提供电压和电流,并且其中所述开关电路被配置成保持所述多个电容器两端的所述电压之间的平衡。

14.根据权利要求5所述的功率装置,其中所述多个电容器包含三个电容器,所述至少三个输入导体包含四个输入导体,并且所述开关电路包含四个二极管和四个开关。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的功率装置,其中所述多个电容器包含多个dc链路电容器。

16.根据权利要求1至14中任一项所述的功率装置,其中所述多个电容器中的每个包含电容器组。

17.一种方法,其包含:

通过第一转换器的控制器来平衡多个电容器中的每个的两端的电压,所述多个电容器彼此串联连接并且与直流(dc)电源并联连接;以及

通过连接到所述多个电容器的端的第二转换器基于所述多个电容器两端的所述电压而生成输出电压。


技术总结
一种功率装置,所述功率装置包含彼此串联并且与DC电源并联的至少两个电容器。所述功率装置可以包含第一转换器,所述第一转换器包含被配置成平衡所述至少两个电容器的电压的控制器。所述功率装置可以包含第二转换器,所述第二转换器连接到所述至少两个电容器。所述第二转换器可以包含至少三个输入导体,每个输入导体连接到所述至少两个电容器的端。所述第二转换器可以包含至少两个输出导体。所述第二转换器可以包含开关电路,所述开关电路在所述至少三个输入导体和至少两个输出导体之间。所述第二转换器可以包含控制器,所述控制器被配置成操作所述开关电路。所述第二转换器可以被动地保持所述至少两个电容器之间的电压平衡。

技术研发人员:R.利维;D.肖沙尼;A.基珀
受保护的技术使用者:太阳能安吉科技有限公司
技术研发日:2019.12.31
技术公布日:2020.07.07
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