BR102013024325A2 - Sistema de conversão de potência - Google Patents

Sistema de conversão de potência Download PDF

Info

Publication number
BR102013024325A2
BR102013024325A2 BRBR102013024325-6A BR102013024325A BR102013024325A2 BR 102013024325 A2 BR102013024325 A2 BR 102013024325A2 BR 102013024325 A BR102013024325 A BR 102013024325A BR 102013024325 A2 BR102013024325 A2 BR 102013024325A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
voltage
converter
power conversion
conversion system
inverter
Prior art date
Application number
BRBR102013024325-6A
Other languages
English (en)
Other versions
BR102013024325B1 (pt
Inventor
Saijun Mao
Original Assignee
Gen Electric
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of BR102013024325A2 publication Critical patent/BR102013024325A2/pt
Publication of BR102013024325B1 publication Critical patent/BR102013024325B1/pt

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/66—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal
    • H02M7/68—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters
    • H02M7/72—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/79—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/797—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Sistema de conversão de potência, trata-se de um sistema de conversão de potência que inclui uma unidade de filtro, um conversor cc/cc, uma ligação cc, um inversor, uma unidade de controle e um motor de tração. O conversor cc/cc é usado para estimular a tensão cc de uma fonte cc e é acoplado eletricamente à fonte cc através da unidade de filtro. O conversor ccicc inclui múltiplos mosfets de sic configurados em um modo de retificação síncrono através de controle de condução reversa de canal. O inversor é usado para converter a tensão cc estimulada a partir do conversor para a tensão ca multifásica através da ligação cc. A unidade de controle é usada para fornecer comandos de pwm para o conversor e para o inversor, para converter a tensão cc em tensão ca configurada para acionar um dispositivo acionado por ca

Description

“SISTEMA DE CONVERSÃO DE POTÊNCIA” Antecedentes Da Invenção As realizações da invenção referem-se geralmente a sistemas de conversão de potência e, em particular, a sistemas de conversão de potência aplicados em veículos elétricos ou similares.
Nos últimos anos, ; houve muita pesquisa focada em contramedidas para a poluição ambiental e exaustão de combustíveis fósseis. Em particular, a indústria automotiva concentrou esforços na pesquisa de veículos elétricos (EV) que usam baterias como a fonte de energia principal. Em geral, os j sistemas de EV precisam de um sistema de conversão de potência que é usado para transferir energia a partir da batería para um motor de tração para acionar o veículo elétrico.
Ppr exemplo, a Figura 1 mostra um sistema de conversão de potência convencional 10 de um veículo elétrico. O sistema de conversão de potência 10 pede incluir uma bateria 11, um motor de tração 12, um conversor CC/CC 13, um inversor de três fases 14, uma ligação CC 15 que inclui um capacitor C1, uma unidade de filtro 16 e uma unidade de controle 17. O conversor CC/CC 13 é usado para estimular a tensão CC da bateria 11 e é acoplado eletricamente à bateria 11 através da unidade de filtro 16. O inversor 14 é usado para converter a tensão CC estimulada a partir do conversor 13 para a tensão CA de três fases através da ligação CC 15. O motor de tração 12 recebe a tensão CA de três fases convertida a partir do inversor 14 para acionar o veículo elétrico. A unidade de cohtrole 17 é usada para fornecer os comandos de modulação de largura de pulsò (PWM) para o conversor 13 e para o inversor 14, para converter a tensão CC para a tensão CA de três fases, em conformidade.
Para implantar a conversão de tensão, o conversor 13 e o inversor 14 podem incluir, cada um, elementos de interruptor múltiplo tais como elementos de |doze interruptores S1 a S12 controlados pe os comandos de PWM da unidade de controle 17. No sistema de conversão de potência convencional 10, esses elementos de interruptor S1 a S12 podem incluir transistores tais coo transistores bipolares de porta isolada de silício (IGBTs).
Entretanto, os IGBTs de silício tradicionais' S1 a S12 podem consumir muita energia durante o processo de transferência de energia, o que diminui a eficiência Porloutro lado, devido ao fato de que os IGBTs de silício S1 a S12 geram muito icalor, dissipadores de calor (não mostrados) precisam ser dispostos nos; IGBTs de silício S1 a S12. Isso exige espaço adicional e aumenta o peso do veículo elétrico, o, que por sua vez reduz o seu desempenho é densidade de potência.
Além disso, para alcançar múltiplas fases de tensão, a unidade de filtro 16 pode incluir múltiplos indutores, tais como três indutores intercalados L1, L2 e L3. Entretanto, esses indutores individuais L1, L2 e L3 podem exigir espaço adicional do veículo elétrico também.
Além disso, para controlar esses elementos de interruptor S1 a S12, a unidade de controle 17 deve fornecer comandos de PWM apropriados. Por exemplo, a Figura 2 mostra um diagrama esquemático de controle da unidade de controle 17 para controlar o conversor CC/CC 13. A unidade de controle 17 pode incluir um elemento de diferença 171 e um bloco de geração de comando de PWM 172. O elemento de diferença 171 é usado para obter um sinal de erro de tensão CC VDc_Err calculado a partir de uma diferença entre um sinal de tensão CC de retroalimentação VDd_Fbk no capacitor C1 e um sinal de ; 1 : comando de tensão CC predeterminado jVDc_cmd· O bloco de geração de comando de PWM 172 é usado para gerar [os comandos de PWM apropriados (PWM_cmd) de acordo com o sinal de erro de tensão CC VDc_Err- O sinal de tensão CC de retroalimentação Voc_Fbk representa a tensão medida real no capacitor C1 e o sinal de comando de tensão CC predeterminado VDc_cmd representa umà tensão CC predeterminada.
Entende-se que o bloco de geração de comando de PWM 172 pode incluir alguns elementos de cálculo, tais como reguladores integrais proporcionais, limitadores, elementos de diferença, comparadores, etc., para calcular os comandos de PWM (PWM_cmd). Na unidade de controle convencional 17, o sinal de comando de tensão CC predeterminado VDc_cmd é um valor de tensão constante (consulte a Figura 2). Entretanto, devido ao fato de que o sinal de comando de tensão CC predeterminado VDc_cmd é um valor de tensão constante e o conversor CC/CC 13 emite potência iCC ao mesmo tempo em que o inversor 14 emite potência CA, o capacitor C1 deve ter capacitância suficiente para lidar com a potência de pulsação.
Por essas e outras razões, há uma necessidade quanto às realizações da invenção.
Descrição Resumida Da Invenção De acordo com uma realização revelada no presente documento, é fornecido um sistema de conversão de potência. O sistema de conversão de potência inclui uma unidade de filtro, um conversor CC/CC, uma ligação CC, um inversor, uma unidade de controle e um motor de tração. O conversor CC/CC é usado para estimular a tensão CC de uma fonte CC e é acoplado eletricamente à fonte CC através da unidade de filtro. O conversor CC/CC inclui múltiplos MOSFETs de SiC configurados em um modo de retificação síncrono através de controle de condução reversa de canal. O inversor é usado para converter a tensão CC estimulada a partir do conversor para a tensão CA multifásica através da ligação CC. A unidade de controle é usada para fornecer os comandos de PWM para o conversor e para o inversor, para converter a tensão CC para a tensão CA configurada para acionar um dispositivo acionado por CA.
Desenhos Essas e outras funções, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão mais bem entendidas com a leitura da descrição detalhada a seguir com referência aos desenhos anexos em que caracteres similares representam partes similares ao longo de toaos os aesennos, em que: A Figura 1 é uma vista esquemática de um sistema de conversão de potência convencional de um veículo elétrico. A Figura 2 é um diagrama esquemático de controle de uma unidade de controle do sistema de conversão de potência convencional da Figura 1, para controlar um conversor CC/CC. A Figura 3 é uma vista esquemática de um sistema de conversão de potência de um veículo elétrico de acordo com uma realização. A Figura 4 é uma vista esquemática de um sistema de conversão de potência de um veículo elétrico de acordo com outra realização. A Figura 5 é uma vista esquemática de três indutores acoplados de modo magnético do sistema de conversão de potência da Figura 4 de acordo com unia realização. A Figura 6 é uma vista esquemática de três indutores acoplados de modo magnético do sistema de conversão de potência da Figura 4 de acordo com outra realização.
Ar Figura 7 é um diagrama esquemático de controle de uma unidade de controie do sistema de conversão de potência da Figura 3, para controlar um conversor CC/CC de acordo com uma realização.
Descrição Detalhada As realizações da invenção referem-se a um sistema de conversão de potência. O sistema de conversão de potência inclui uma unidade de filtro, um conversor CC/CC, uma ligação CC, um inversor, uma unidade de controle e um motor de tração. O conversor CC/CC é usado para estimular a tensão CC de uma fonte CC e é acoplado eletricamente à fonte CC através da unidade de filtro. O conversor CC/CC inclui múltiplos MOSFETs de SiC configurados em um modo de retificação síncrono através de controle de condução reversa de canal. O inversor é usado para converter a tensão CC estimulada a partir do conversor para a tensão CA multifásica através da ligação CC. A unidade de controle é usada para fornecer ps comandos de PWM para o conversor e para o inversor, para converter a tensão CC para a tensão CA configurada para acionar um dispositivo acionado por CA. A menos que seja definido de outro modo, os termos científicos e técnicos usados no presente documento têm o mesmo significado conforme é comumente entendido por um indivíduo Versado na técnica ao qual essa invenção pertence. Os termos “primeiro(a)”, “segundo(a)” e similares, conforme usados no presente documento não indicam qualquer ordem, quantidade ou importância, mas são usados preferivelmeríte para distinguir um elemento de outro. Além disso, os termos “um” e “uma” não indicam uma limitação de quantidade, más indicam preferivelmente aí presença de pelò menos um dos itens referenciados e termos tais como “dianteiro”, “traseiro”, “t|undo” e/ou “topo”, a menos que indicado o contrário, são usados meramente para conveniência de descrição e não estão limitados a qualqüer posição ou orientação espacial.
Além disso, os termos “acoplado” e “conectado” não pretendem distinguir entre uma conexão/acoplamento indireta(o) ou direta(o) entre dois componentes.
Preferivelmente, tais componentes podem ser conectados/acoplados direta ou indiretamente a menos que indicado o contrário.
Referindo-se à Figura 3, é mostrado um sistema de conversão de potência 20 de um veículo elétrico de acordo com uma realização. Nessa realização ilustrada, o sistema de conversão de potência 20 inclui uma fonte CC 21, um dispositivo acionado por CA 22, pm conversor CCjCC de três fases 23, um inversor de três fases 24, uma ligaçãò CC 25 que incluí um capacitor C1, uma unidade de filtro 26 e uma unidade de controle 27. A unidade de filtro 26 inclui três indutores L1, L2 e L3 conectados; intercalados. O conversor CC/CC 23 é usado para estimular a tensão CC da fonte CC 21 e é acoplado eletricamente à fonte CC 21 através da unidade de filtro 26. Em uma realização, a fonte CC 21 representa uma batería. O inversor 24 é usado para converter a tensão CC estimulada a partir do conversor 23 para a tensão CA de três fases através da ligação CC 25. O dispositivo acionado por CA 22 recebe a tensão CA de três fases convertida a partir do inversor 24. Em uma realização, o dispositivo acionado por CA 22 é um motor de tração que recebe a tensão CA de três fases convertida a partir do inversor 24 para acionar o veículo elétrico. A unidade de controle 27 é usada para fornecer os comandos de PWM para o conversor 23 e para o inversor 24, para converter a tensão CC para a tensão CA de três fases, em conformidade. Em outras realizações, o número das fases do inversor 24 e do conversor 23 pode variar, se necessário. Embora o sistema de conversão de potência 20 seja descrito no presente documento como sendo usado em veículos elétricos, o sistema de conversão de potência 20 também pode ser usado em outros dispositivos que precisam ser acionados através de potência CA. Além disso, embora a realização ilustrada do sistema de conversão de potência 20 inclua a fonte CC 21 e o dispôs tivo acionado por CA 22 para total abrangência, o sistema de conversão de potência 20 não precisa ser exigido para incluir esses elementos.
Para implantar a conversão de tensão, o conversor 23 e o inversor 24 incluem, cada um, elementos de interruptor múltiplos tais como elementos de doze interruptores S1’ a S12’ controlados pe os comandos de PWM da unidade de controle 27. No sistema de conversão de potência 20, esses elementos de interruptor S1’ a S12’ incluem os transistores de efeito de campo de semicondutor de óxido metálico (MOSFETs) de carboneto de silício (SiC). Devido ao fato de que os MOSFETs de SiC ST a S12’ têm modo de retificação síncrono (SR) através de controle de condução reversa de canal, que pode operar a corrente através dos MOSFETs de SiC ST a S12’ ao longo de um canal de perda menor. Em outras palavras, com os sinais de acionamento de porta positivos para os terminais de porta dos MOSFETs de SiC’ ST a S12’, cada um dos MOSFETs de SiC ST a S12’ pode ser uma condução de canal revertido do terminal de fonte para o terminal de dreno, que pode fazer com que a corrente atravesse o canal de perda menor. Portanto, em comparação com o sistema de conversão de potência convencional 10 da Figura 1, os MOSFETs de SiC ST a S12’ irão consumir menos energia durante o processo de transferência de energia. Consequentemente, usando-se os MOSFETs de SiC ST a S12’ ao invés dos IGBTs convencionais S1 a S12, a eficiência de transferência de energia do sistema de conversão de potência 20 é aumentada.
Além disso, devido ao fato de que os MOSFETs de SiC ST a S12’ consumem menos energia, o calor gerado pelos MOSFETs de SiC ST a S12’ é menor do que o calor gerado pelos IGBTs convencionais S1 a S12. Portanto, o número ou volume dos dissipadores de calor (não mostrados) dispostos nos MOSFETs de SiC ST a S12’ é menor do que o número ou volume dos dissipadores de calor dispostos nos IGBTs S1 a S12 da Figura 1.
Referindo-se à Figura 4, é mostrado um sistema de conversão de potência 20 de um veículo elétrico de acordo com outra realização. Em comparação com a realização da Figura 3, esta realização da Figura 4 substitui os três indutores individuais L1, L2 e L3 com três indutores acoplados de modo magnético La, Lb e Lc. Os indutores individuais L1, L2 e L3 incluem, cada um, um núcleo magnético individual e um bobina enrolada no núcleo magnético (nãó mostrada), consequentemente, o número total dos núcleos magnéticos dos indutores individuais L1, L2 e L3 é três. Entretanto, os três indutores acoplados de modo magnético La, Lb e Lc juntos compartilham um núcleo magnético comum, que pode salvar espaço físico no circuito. Além disso, a corrente de circulação de modo comum é restrita com o coeficiente de acoplamento dos três indutores acoplados de modo magnético La, Lb e Lc, os indutores acoplados de modo magnético La, Lb e Lc podem restringir a corrente de circulação de ciclo nos mesmos em comparação com os três indutores individuais L1, L2 e L3, que podem reduzir adicionálmente a perda. Os parágrafos a seguir irão descrever duas realizações detalhadas dos três indutores acoplados de modo magnético La, Lb e Lc.
Referindo-se à Figura 5, é mostrada uma vista esquemática de três indutores acoplados de modo magnético La, Lb e Lc do sistema de conversão de potência 20 da Figura 4 de acordo com uma realização. Nesta realização, os três indutores acoplados de modo magnético Lsi, Lb e Lc incluem um núcleo magnético compartilhado 262 e três bobinas ‘a’, ‘b’ e ‘c’. O núcleo magnético compartilhado 262 inclui três colunas magnéticas paralelas 2622, 2624 e 2626 acopladas eletricamente juntas. As três bobinas ‘a’, ‘b’ e ‘c’ são enroladas respectivamente nas três colunas magnéticas paralelas 2622, 2624 e 2626. Em outras realizações, o número das bobinas e colunas magnéticas pode variar com base no número de fases do conversor 23 e do inversor 24.
Referindo-se à Figura 6, é mostrada uma vista esquemática de três indutores acoplados de modo magnético La, Lb e Lc do sistema de conversão de potência 20 da Figura 4 de acordo com outra realização. Nesta realização, os três indutores acoplados de modo magnético La, Lb e Lc incluem um núcleo magnético compartilhado 264 e três bobinas ‘a’, ‘b’ e ‘c’. O núcleo magnético compartilhado 264 é em formato de anel. As três bobinas ‘a’, ‘b’ e ‘c’ são enroladas respectivamente em três partes diferentes do núcleo em formato de anel 264, uniformemente. A razão de voltas das três bobinas ‘a’, ‘b’ e ‘c’ é 1:1:1. Embora apenas duas realizações dos três indutores acoplados de modo magnético La, Lb e Lc sejam mostradas, o núcleo magnético compartilhado pode variar, todavia, de acordo com os requisitos sem sair do espírito e escopo da invenção reivindicada. Em outras realizações, o número dos indutores acoplados de modo magnético pode ser alterado de acordo com o número de fases da tensão de saída. Por exemplo, uma tensão de saída de cinco fases pode utilizar cinco indutores acoplados de modo magnéticci usando-se uma conexão de circuito similar mencionada acima.
Referindo-se à Figura 7, é mostrado um diagrama esquemático de controle da unidade de controle 27 do sistema de conversão de potência 20 da Figura 3, para controlar o conversor CC/CC 23 de acordo com uma realização. Pelo menos em algumas realizações, a unidade de controle 27 inclui um elemento de diferença 271 e um bloco de geração de comando de PWM 272. O elemento de diferença 271 é usado para obter um sinal de erro de tensão CC V'Dc_Err calculado a partir de uma diferença entre um sinal de tensão CC de retroalimentação V'DC Fbk no capacitor C1 e um sinal de comando de tensão CC predeterminado V'Dc_cmd· O bloco de geração de comando de PWM 272 é usado para gerar os comandos de PWM apropriados (PWMjmd) de acordo com o sinal de erro de tensão CC V'Dc_eit· O sinal de tensão CC de retroalimentação V'Dc_Fbk representa a tensão medida real no capacitor C1 e o sinal de comando de tensão CC predeterminado V'Dc_cmd representa uma tensão CC predeterminada.
Entende-se que o bloco de geração de comanjdo de PWM 272 pode incluir alguns elementos de cálculo, tais como reguladores integrais proporcionais, limitadores, elementos de diferença, comparadores, etc., para calcular os comandos de PWM (PWM_cmd). Em comparação ao sinal de comando de tensão CC predeterminado convencional Voc.cmd da Figura 2, o sinal de comando de tensão CC predeterminado V'Dc_cmd é um sinal de tensão CC de pulsação ativa (consulte a Figura 7) e a frequência do sinal de tensão CC de pulsação V’Dc_cmd combina com a frequência do sinal de tensão CA a ser convertida pelo inversor 24. Por exemplo, o sinal de tensão CC de pulsação V'Dc_cmd pode ser uma onda sinusoidal. Devido ao fato de que o sinal de comando de tensão CC predeterminado V'DC_Cmd fornece um controle de pulsação de tensão ativa com a mesma frequência da tensão CA convertida, o capacitor C1 pode comprometer menos energia convertendo a função de CC para CA em comparação com o capacitor C1 utilizado no sistema de conversão de potência convencional 20. Isso, por sua vez, reduz a capacitância do capacitor C1 do sistema de conversão de potência 20.
Embora a invenção tenha sido descrita com referência às realizações exemplificativas, será entendido por aqueles indivíduos versados na técnica que várias alterações podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por elementos das mesmas sem sair do escopo da invenção. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar um material ou uma situação particular aos ensinamentos da invenção sem sair do escopo essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a invenção não seja limitada à realização particular revelada como o melhor modo contemplado para a realização dessa invenção, mas que a invenção incluirá todas as realizações que estão dentro do escopo das reivindicações anexas.
Deve-se entender que não; necessariamente todos os tais objetivos ou vantagens descritos(as) acima podem ser alcançados de acordo com qualquer realização particular. Consequentemente, por exemplo, aqueles indivíduos versados na técnica reconhecerão que os sistemas e técnicas descritos(as) no presente documento podem ser incorporados(as) ou realizados de uma maneira que alcance ou aperfeiçoe uma vantagem ou grupo de vantagens conforme ensinado no presente documento sem alcançar necessariamente outros objetivos ou vantagens como pode ser ensinado ou sugerido no presente documento.

Claims (13)

1. SISTEMA DE CONVERSÃO DE JoTÊNCIA, que compreende: uma unidade de filtro; um conversor CC/CC para estimular a tensão CC de uma fonte CC e acoplado eletricamente à fonte CC através da unidade de filtro; em que o conversor CC/CC compreende uma pluralidade de transistores de efeito de campo de semicondutor de óxido metálico (MOSFETs) de carboneto de silício (SiC) configurados em um modo de retificação síncrono atravps de controle de condução reversa de canal; uma ligação CC; um inversor para converter a tensão CC estimulada a partir do conversor CC/CC para a tensão CA multifásica através da ligação CC; e uma unidade de controle para fornecer comandos de modulação de largura de pulso (PWM) para o conversor e para o inversor, para converter a tensão CC para a tensão CA configurada para acionar um dispositivo acionado por CA.
2. SISTEMA DE CONVERSÃO DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1, em que o inversor compreende uma pluralidade de MOSFETs de SiC configurados em um modo de retificação síncrono através de controle de condução reversa de canal.
3. SISTEMA DE CONVERSÃO DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1, em que o conversor CC/CC é um conversor CC/CC multifásico e o inversor é um inversor multifásico.
4. SISTEMA DE CONVERSÃO DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1, em que a unidade de filtro compreende uma pluralidade de indutores acoplados de modo magnético.
5. SISTEMA DE CONVERSÃO DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 4, em que a pluralidade de indutores acoplados de modo magnético compreende um núcleo magnético compartilhado q uma pluralidade de bobinas enroladas no núcleo magnético compartilhado.
6. SISTEMA DE CONVERSÃO DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 5, em que o núcleo magnético compartilhado compreende uma pluralidade de colunas magnéticas paralelas eletricamente acopladas juntas, sendo que a pluralidade de bobinas é enrolada respectivamente na pluralidade de colunas magnéticas paralelas.
7. SISTEMA DE CONVERSÃO DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 5, em que o núcleo magnético compartilhado tem formato de anel e a pluralidade de bobinas é enrolada respectivamente em três diferentes partes do núcleo magnético em formato de anel uniformemente.
8. SISTEMA DE CONVERSÃO DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 7, em que a razão de voltas da pluralidade de bobinas é 1.
9. SISTEMA DE CONVERSÃO DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1, em que a unidade de controle compreende: um elemento de diferença para obter um sinal de erro de tensão CC calculado a partir de uma diferença entre um sinal de tensão CC de retroalimentação na ligação CC e um sinal de comando de tensão CC predeterminado; em que o sinal de comando de tensão CC predeterminado compreende um sinal de tensão CC de pulsação ativa e a frequência do sinal de tensão CC de pulsação correspode à frequência do sinal de tensão CA a ser convertido pelo inversor; e um bloco de geração de comando de PWM para gerar os comandos de PWM de acordo com o sinal de erro de tensão CC.
10. SISTEMA DE CONVERSÃO DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 9, em que o sinal de comando de tensão CC predeterminado compreende um sinal de onda sinusoidal.
11. SISTEMA DE CONVERSÃO DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 9, em que a ligação CC compreende um capacitor.
12. SISTEMA DE CONVERSÃO DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 9, em que a unidade de filtro compreende uma pluralidade de indutores acoplados de modo magnético.;
13. SISTEMA DE CONVERSÃO DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1, em que a fonte CC compreende uma bateria e o dispositivo acionado por CA compreende um motor de tração aplicado em um veículo elétrico.
BR102013024325-6A 2012-09-24 2013-09-23 Sistema de conversão de potência BR102013024325B1 (pt)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210359161.0 2012-09-24
CN201210359161.0A CN103684002B (zh) 2012-09-24 2012-09-24 能量转换系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR102013024325A2 true BR102013024325A2 (pt) 2015-08-18
BR102013024325B1 BR102013024325B1 (pt) 2022-04-26

Family

ID=49231331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR102013024325-6A BR102013024325B1 (pt) 2012-09-24 2013-09-23 Sistema de conversão de potência

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9537423B2 (pt)
EP (1) EP2712073A1 (pt)
JP (1) JP6496475B2 (pt)
CN (1) CN103684002B (pt)
BR (1) BR102013024325B1 (pt)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5618023B1 (ja) 2013-06-11 2014-11-05 住友電気工業株式会社 インバータ装置
JP6327106B2 (ja) * 2014-01-10 2018-05-23 住友電気工業株式会社 変換装置
JP6303970B2 (ja) 2014-10-17 2018-04-04 住友電気工業株式会社 変換装置
DE102015200723A1 (de) * 2015-01-19 2016-07-21 Efficient Energy Gmbh Spulenarray
US20180191236A1 (en) * 2017-01-05 2018-07-05 General Electric Company Filter Device for Power Converters with Silicon Carbide Mosfets
JP6797748B2 (ja) * 2017-03-21 2020-12-09 株式会社東芝 電力変換装置及び電力変換システム
WO2019049321A1 (ja) * 2017-09-08 2019-03-14 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
US10645787B2 (en) 2017-12-13 2020-05-05 General Electric Company System and method for providing electrical power to a load
EP3841662A1 (en) 2018-08-21 2021-06-30 General Electric Company System and method for generating a high frequency switching signal for a power converter
CN114342209A (zh) 2019-09-13 2022-04-12 米沃奇电动工具公司 具有宽带隙半导体的功率转换器
CN113067484A (zh) * 2019-12-31 2021-07-02 中车永济电机有限公司 变流器
EP3901542A1 (en) * 2020-04-22 2021-10-27 Carrier Corporation Voltage conversion system for transport refrigeration system
JP7030947B1 (ja) * 2020-12-18 2022-03-07 三菱電機株式会社 電力変換装置

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002289772A (ja) * 2001-03-28 2002-10-04 Hitachi Ltd 高耐熱半導体素子、およびこれを用いた電力変換器
US6445599B1 (en) 2001-03-29 2002-09-03 Maxim Integrated Products, Inc. Ripple canceling, soft switching isolated DC/DC converters with reduced voltage stress synchronous rectification
JP3520346B2 (ja) * 2001-08-21 2004-04-19 株式会社東芝 半導体装置
US20030090244A1 (en) 2001-11-05 2003-05-15 Krishna Shenai Multislice DC-DC converter
WO2006044934A2 (en) * 2004-10-20 2006-04-27 Ballard Power Systems Corporation Power system method and apparatus
JP4430531B2 (ja) 2004-12-28 2010-03-10 株式会社日立製作所 双方向絶縁型ｄｃ−ｄｃコンバータ
JP4539531B2 (ja) 2005-10-26 2010-09-08 トヨタ自動車株式会社 車両の駆動装置
US8373952B2 (en) * 2006-09-29 2013-02-12 Rockwell Automation Technologies, Inc. Integrated DC link inductor and common mode current sensor winding
US7787270B2 (en) 2007-06-06 2010-08-31 General Electric Company DC-DC and DC-AC power conversion system
US7777339B2 (en) 2007-07-30 2010-08-17 International Business Machines Corporation Semiconductor chips with reduced stress from underfill at edge of chip
US7768800B2 (en) 2007-12-12 2010-08-03 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Multiphase converter apparatus and method
US8767424B2 (en) * 2007-12-20 2014-07-01 Panasonic Corporation Power conversion apparatus which performs power conversion with synchronous rectification
US8023295B1 (en) * 2008-07-02 2011-09-20 Fairchild Semiconductor Corporation Direct current (DC) to alternating current (AC) generation
US7974069B2 (en) 2008-10-29 2011-07-05 General Electric Company Inductive and capacitive components integration structure
US8576598B2 (en) * 2009-07-20 2013-11-05 General Electric Company Systems, methods, and apparatus for converting direct current (DC) power to alternating current (AC) power
JP5636254B2 (ja) * 2009-12-15 2014-12-03 株式会社東芝 半導体装置
CN102136805A (zh) * 2010-01-25 2011-07-27 元宏国际股份有限公司 可滤除电磁干扰的交流转直流转换装置
US8847563B2 (en) 2010-07-15 2014-09-30 Cree, Inc. Power converter circuits including high electron mobility transistors for switching and rectifcation
US8395919B2 (en) * 2010-07-29 2013-03-12 General Electric Company Photovoltaic inverter system and method of starting same at high open-circuit voltage
US8488340B2 (en) 2010-08-27 2013-07-16 Flextronics Ap, Llc Power converter with boost-buck-buck configuration utilizing an intermediate power regulating circuit
CN101969281B (zh) * 2010-10-14 2013-03-13 北京四方继保自动化股份有限公司 基于共直流母线的电池储能与光伏发电的协调控制和优化方法
US8653931B2 (en) * 2010-10-27 2014-02-18 Rockwell Automation Technologies, Inc. Multi-phase power converters and integrated choke therfor
US9780716B2 (en) 2010-11-19 2017-10-03 General Electric Company High power-density, high back emf permanent magnet machine and method of making same
US9685900B2 (en) 2010-11-19 2017-06-20 General Electric Company Low-inductance, high-efficiency induction machine and method of making same
CN202093921U (zh) * 2010-11-30 2011-12-28 薛韬 多相差模和共模共体电抗器
EP2506422B1 (en) * 2011-03-28 2019-02-13 GE Energy Power Conversion Technology Limited Circuits for dc energy stores
US8711565B2 (en) * 2011-11-02 2014-04-29 General Electric Company System and method for operating an electric power converter
CN103177848B (zh) * 2011-12-23 2017-03-29 台达电子企业管理（上海）有限公司 直流滤波电感器及其制作方法
DE102012204255A1 (de) 2012-03-19 2013-09-19 Siemens Aktiengesellschaft Gleichspannungswandler
JP2013236435A (ja) 2012-05-08 2013-11-21 Mitsubishi Electric Corp 昇降圧ｄｃ／ｄｃコンバータ
CN104184108B (zh) * 2013-05-21 2018-08-10 通用电气公司 直流断路器及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103684002B (zh) 2016-12-21
BR102013024325B1 (pt) 2022-04-26
CN103684002A (zh) 2014-03-26
US20140085953A1 (en) 2014-03-27
US9537423B2 (en) 2017-01-03
JP2014068525A (ja) 2014-04-17
EP2712073A1 (en) 2014-03-26
JP6496475B2 (ja) 2019-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR102013024325A2 (pt) Sistema de conversão de potência
Huang et al. High-efficiency and high-density single-phase dual-mode cascaded buck–boost multilevel transformerless PV inverter with GaN AC switches
US10424936B2 (en) Solar photovoltaic power conditioning units
US9484840B2 (en) Hybrid zero-voltage switching (ZVS) control for power inverters
CN109196769A (zh) 用于驱动压缩机和冷凝器风扇的电动机的基于降压转换器的驱动电路
Irfan et al. Current-sensorless power-decoupling phase-shift dual-half-bridge converter for DC–AC power conversion systems without electrolytic capacitor
BR112017008991B1 (pt) Célula de comutação para uma ramificação de um conversor de potência, uma pluralidade das mesmas, braço de fase para um conversor de potência, ramificação de conversor de potência com braços de fases acoplados, conversor de potência para transportar uma carga e método para controlar o mesmo
CN204334330U (zh) 一种模块化高压供电电路
US20120092913A1 (en) Pfc booster circuit
JP2013090427A (ja) 電力変換装置
BR112018005703B1 (pt) Circuito de conversão ressonante bidirecional e conversor
CN108141147B (zh) 高电压增益的五电平逆变器拓扑电路
US20240332979A1 (en) Power conversion system including a second circuit being configured to control a current or power such that the current or the power is synchronized with power ripples caused by the ac power supply or the ac load
US20230328936A1 (en) Power converter, heat exchanger, heat sink, and photovoltaic power generation system
JP6004087B2 (ja) 回転電機駆動装置
Brinker et al. Comparison of Modulation Techniques for a Single-Phase Full-Bridge Photovoltaic Micro-Inverter Considering Reactive Power Capability
JP5668442B2 (ja) 単相交流直流変換装置及び単相交流直流変換装置を用いた空気調和機
Munaretto et al. Single-phase transformerless dual buck-based grid-connected inverter
KR20160128512A (ko) 오존발생 전원공급장치
CN219499254U (zh) 风扇灯
JP7162747B2 (ja) 直流電源装置、モータ駆動装置、送風機、圧縮機及び空気調和機
CN210129828U (zh) 驱动控制集成器件及空调器
CN215120567U (zh) 一种直流斩波装置
JP7162746B2 (ja) 直流電源装置、モータ駆動装置、送風機、圧縮機及び空気調和機
IDWAIB AC-AC CONVERTER WITH SOFT COMMUTATION FOR INDUCTION HEATING APPLICATION

Legal Events

Date Code Title Description
B03A Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette]
B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B06U Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B09X Republication of the decision to grant [chapter 9.1.3 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 23/09/2013, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.