CN109861577A - 一种功率变换电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种功率变换电路，包括多个桥臂模块，每一所述桥臂模块中的每一开关器件均基于对应的驱动信号开通或关断；每一所述桥臂模块的两端用于与第一电源/负载连接，每一所述桥臂模块的输出端用于与第二电源/负载连接。本发明实施例提供的功率变换电路，每一桥臂模块均能够独立实现第一电源/负载和第二电源/负载之间的双向能量变换，因此仅需要调节功率变换电路中包含的桥臂模块的数量便能够满足不同的功率电源容量需求，结构可拓展性强、灵活度高。

Description

一种功率变换电路

技术领域

本发明实施例涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种功率变换电路。

背景技术

随着可持续发展概念的普及推广，电力电子消费品和工业品快速融入了人们的生活。智能终端、电动汽车、储能电站等新兴产业，更引领了新能源产业的发展方向。随之而生的诸如动力电池充电器、汽车充电桩、储能电站变换器等应用领域，对具有大容量、高性能低压大电流交流、直流功率电源产生了迫切的需求。

为满足市场需求，低压大电流交流或直流电源需要具备如下特点：输出电压可控、输出电流容量大、双向功率变换、具有高精度输出控制和高动态响应、功率密度高和扩展性好等。为获得大电流输出能力，并同时考虑目前的功率开关器件的电流容量与成本之间的平衡，当前普遍采用多个低压小电流容量开关器件直接并联的技术方案。

然而，上述方案中，各开关器件端口电压、电流无法独立、直接测量，制约了功率电源性能的提升与实际工程应用。同时，基于上述方案，一旦功率变换电路设计完成，整个电源的容量等级、输出通道数也随之固定，功率电源可扩展性与扩容性较差。

发明内容

本发明实施例提供一种功率变换电路，用以解决现有的功率变换电路容量可扩展性差、技术方案继承性差的问题。

本发明实施例提供一种功率变换电路，包括多个桥臂模块，每一所述桥臂模块中的每一开关器件均基于对应的驱动信号开通或关断；每一所述桥臂模块的两端用于与第一电源/负载连接，每一所述桥臂模块的输出端用于与第二电源/负载连接。

本发明实施例提供的一种功率变换电路，每一桥臂模块均能够独立实现第一电源/负载和第二电源/负载之间的双向能量变换，因此仅需要调节功率变换电路中包含的桥臂模块的数量便能够满足不同的功率电源容量需求，结构可拓展性强、灵活度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其余的附图。

图1为本发明实施例提供的功率变换电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的滤波电感的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的桥臂模块的结构示意图；

图4a为本发明实施例提供的有源中点钳位桥臂的结构示意图；

图4b为本发明实施例提供的中点钳位桥臂的结构示意图；

图4c为本发明实施例提供的飞跨电容桥臂的结构示意图；

图4d为本发明实施例提供的T型桥臂的结构示意图；

图5为本发明另一实施例提供的功率变换电路的结构示意图；

图6为本发明又一实施例提供的功率变换电路的结构示意图；

图7为本发明再一实施例提供的功率变换电路的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的功率通道的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的集成多个桥臂模块的基板的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的包含2个功率通道的功率变换电路的结构示意图；

附图标记说明：

1-功率变换电路； 11-桥臂模块； 11a-第一端口；

11b-第二端口； 11c-输出端； 111-功率桥臂；

11d-功率桥臂中点； 112-直流支撑电容； 113-驱动模块；

114-滤波电感； 115-功率通道端口； 21-第一电源/负载；

22-第二电源/负载； 3-基板； 4-散热模块；

5-风扇。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其余实施例，都属于本发明保护的范围。

采用多个低压小电流容量开关器件直接并联的功率变换电路一旦设计完成，其容量等级、输出通道数也随之固定，存在无法灵活调整功率电源容量的问题。为解决上述问题，本发明实施例提供了一种功率变换电路。图1为本发明实施例提供的功率变换电路的结构示意图，该电路包括多个桥臂模块11，每一桥臂模块11中的每一开关器件均基于对应的驱动信号开通或关断；每一桥臂模块11的两端用于与第一电源/负载21连接，每一桥臂模块11的输出端11c用于与第二电源/负载22连接。

具体地，功率变换电路1包括多个桥臂模块11，此处每一桥臂模块11均为一个能够独立运行的功率变换模块，且桥臂模块11中包含多个功率开关器件，每一功率开关器件均能够在对应的驱动信号的控制下实现开通或关断。此处为便于区分，将桥臂模块11的两端称为第一端口11a和第二端口11b。此处，开关器件可以是基于Si基、SiC基或GaN基的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)、金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)、结型场效应晶体管(Junction Field-Effect Transistor，JFET)等晶体管和二极管，本发明实施例对此不作具体限定。由于各桥臂模块11具备独立性，则针对单一桥臂模块11，该桥臂模块11中各个开关器件的端口电压和电流也可以进行直接、独立测量。

第一电源/负载21和第二电源/负载22可以分别连接在功率变换电路1的两端，功率变换电路1能够实现第一电源/负载21和第二电源/负载22之间的双向电能变换，即将第一电源/负载21作为电源、第二电源/负载22作为负载，实现电能从第一电源/负载21到第二电源/负载22的变换；或者将第一电源/负载21作为负载、第二电源/负载22作为电源，实现电能从第二电源/负载22到第一电源/负载21的变换。在功率变换电路1中，每一桥臂模块的两端11a和11b均与第一电源/负载21的两端连接，每一桥臂模块的输出端11c均与第二电源/负载22的一端连接。在桥臂模块的输出端11c与第二电源/负载22连接时，可以将功率变换电路1中的桥臂模块11分为两部分，一部分桥臂模块的输出端11c并联后与第二电源/负载22的一端连接，另一部分桥臂模块的输出端11c并联后可以与第二电源/负载22的另一端连接；还可以将功率变换电路1中的全部桥臂模块11作为一个整体，将全部桥臂模块11的输出端11c并联后与第二电源/负载22的一端连接，将全部桥臂模块11的第一端口11a或第二端口11b并联后与第二电源/负载22的另一端连接，本发明实施例对此不作具体限定。

本发明实施例提供的功率变换电路中，每一桥臂模块均能够独立实现第一电源/负载和第二电源/负载之间的双向能量变换，因此仅需要调节功率变换电路中包含的并联桥臂模块的数量便能够满足不同的功率电源容量需求，也可以改变功率变换电路中各桥臂模块输出端的连接关系，以实现不同结构的输出方式，结构可拓展性强、灵活度高。

基于上述实施例，功率变换电路中，桥臂模块包括功率桥臂，桥臂模块还包括直流支撑电容、驱动模块和滤波电感中的至少一种；其中，直流支撑电容与功率桥臂并联；驱动模块与功率桥臂中的每一开关器件的驱动端连接，驱动模块用于为每一开关器件提供对应的驱动信号；滤波电感连接在功率桥臂的中点与第二电源/负载之间，用于平滑功率桥臂电流。

具体地，针对任一桥臂模块，桥臂模块中包含有用于实现功率变换的功率桥臂，功率桥臂包含多个开关器件，每一开关器件均能够在对应的驱动信号的控制下实现开通或关断。

此外，桥臂模块中还包括直流支撑电容，直流支撑电容可以由单个电容或多个分立电容、电容组并联构成，直流支撑电容的两端分别连接至功率桥臂的两端，与功率桥臂并联，直流支撑电容用于滤波和储能。桥臂模块还包括驱动模块，驱动模块与功率桥臂中的每一开关器件的驱动端连接，将外部输入的控制信号隔离、转换为功率信号，即驱动信号，用以驱动对应的开关器件。需要说明的是，功率桥臂中的每一开关器件均对应一路隔离、独立的驱动信号。桥臂模块还包括滤波电感，滤波电感连接在功率桥臂的中点与第二电源/负载之间。在桥臂模块中存在滤波电感的情况下，滤波电感一端与功率桥臂的中点连接，另一端即为桥臂模块的输出端，与第二电源/负载连接。滤波电感可以是分立电感，也可以是耦合电感的一个分支电感，本发明实施例对此不作具体限定。

例如，图2为本发明实施例提供的滤波电感的结构示意图，如图2所示，针对任一桥臂模块，桥臂模块中的滤波电感114为耦合电感中的一个分支电感，滤波电感114的一端与功率桥臂的中点11d连接，另一端11c与其余桥臂模块的滤波电感114耦合后并联。

又例如，图3为本发明实施例提供的桥臂模块的结构示意图，如图3所示，桥臂模块包括功率桥臂111、直流支撑电容112、驱动模块113和滤波电感114。图3示出的功率桥臂111为半桥桥臂。功率桥臂111的两端分别为桥臂模块的第一端口11a和第二端口11b，功率桥臂111的中点为11d。直流支撑电容112与功率桥臂111并联，驱动模块113分别与功率桥臂111中的两个开关器件的驱动端连接，并分别向两个开关器件提供对应的驱动信号。滤波电感114的一端与功率桥臂111的中点11d连接，另一端作为桥臂模块的输出端11c与第二电源/负载连接。

基于上述任一实施例，针对任一桥臂模块，功率桥臂为半桥桥臂、有源中点钳位桥臂、中点钳位桥臂、飞跨电容桥臂和T型桥臂中的至少一种。

图4a为本发明实施例提供的有源中点钳位桥臂的结构示意图，图4a中功率桥臂为有源中点钳位(Active Neutral Point Clamped，ANPC)结构，包括开关器件和支撑电容。图4b为本发明实施例提供的中点钳位桥臂的结构示意图，图4b中的功率桥臂为中点钳位(Neutral Point Clamped，NPC)结构，包括开关器件、钳位二极管和支撑电容。图4c为本发明实施例提供的飞跨电容桥臂的结构示意图，图4c中的功率桥臂为飞跨电容((FlyingCapacitors)结构，包括开关器件和飞跨电容。图4d为本发明实施例提供的T型桥臂的结构示意图，图4d中的功率桥臂为T型结构，包括开关器件和支撑电容。上述图4a-4d中，11a、11b和11d分别为功率桥臂的第一端口、第二端口和中点。

需要说明的是，功率变换电路中包含有多个桥臂模块，每一桥臂模块内包含的功率桥臂的类型可以一致，也可以不同，本发明实施例对此不作具体限定。此外，功率桥臂不仅可以是上述类型的功率桥臂结构，还可以是其他类型的功率桥臂结构。

本发明实施例提供的功率变换电路，通过设置功率桥臂的具体类型，并对应配置不同的控制策略，可以针对单一功率桥臂实现多电平功率变换，从而进一步提高功率变换电路的灵活性，使得功率变换电路能够满足更多种类的功率电源容量需求。

基于上述任一实施例，功率变换电路还包括若干个基板；针对任一基板，若干个桥臂模块并行集成在该基板上。

具体地，将多个桥臂模块所包含的直流支撑电容、开关器件、驱动模块和滤波电感按照预设的电路分布结构并行集成在基板上，基板上集成的各个桥臂模块之间相互独立，无电气连接，有助于根据不同的功率电源容量需求调整功率电路中包含的桥臂模块数量，从而使得功率变换电路更加灵活。其中，滤波电感可根据具体的形式，选择集成在基板上，也可以选择放置在基板外。整个基板分成多个桥臂模块区域，每个模块区域并行排列。各模块区域采用特殊加工工艺，形成导电走线，用于连接直流支撑电容、开关器件、驱动模块等。

现有的多个低压小电流容量开关器件直接并联的技术方案，在结构设计上，考虑到小功率开关器件散热面可能带有电极性，或采用各开关器件独立散热的方案，或采用并联开关器件集中贴装散热的方案。其中，独立散热方案存在电源体积大、功率密度较低、开关器件散热不均影响均流性能等问题；集中贴装散热方案则由于并联开关器件在同一散热平面上的分散排布，导致各开关器件的驱动回路参数不一致，从而影响并联开关器件的均流特性。针对上述问题，本发明实施例中，将多个桥臂模块独立、并行集成在同一基板上，基板采用导热性较好的材质，如铝基板或铜基板，在为桥臂模块提供物理支撑和局部导电线路的同时，起到良好的热传导作用，以保证各个桥臂模块内包含的开关器件温度均衡，换流回路面积等外部因素尽量相同，为实现较好的并联支路均流创造条件。

基于上述任一实施例，功率变换电路还包括散热模块，散热模块紧密贴装在基板背面，用于保证基板以及装设在基板上的桥臂模块的温度均衡。

具体地，基板背面是指基板装设有桥臂模块的一面的背面。基板在为桥臂模块提供物理支撑和局部导电线路的同时，起到良好的热传导作用，将开关器件产生的热量传导到散热模块上，散热模块再将热量散发到环境中。此外，在基板背面和散热模块间均匀添加高导热系数的导热介质，如导热硅脂或导热胶垫，能够消除基板和散热模块贴面间的接触空隙。

根据损耗热量大小，散热模块可采用自然风冷，也可以采用强迫风冷、热管散热或者水冷等。其中，散热模块自然风冷是利用自然空气冷却散热模块。散热模块强迫风冷，则需在散热模块侧面安装风扇，对散热模块表面实现吹风或吸风，利用对流作用加速散热模块的冷却。热管散热是将散热模块上的热量通过热管传导到功率变换电路外壳或其他的散热面上实现热量散发。散热模块水冷，则需在散热模块上紧密贴装水冷装置，利用散热模块和水冷装置间的热传导，将热量通过冷却水带走。

本发明实施例提供的功率变换电路，通过贴装散热模块，保证了同一基板上集成的并联桥臂模块均衡的环境温度，以利于均流控制。

基于上述任一实施例，图5为本发明另一实施例提供的功率变换电路的结构示意图，如图5所示，功率变换电路1中，预设数量个桥臂模块11构成一个功率通道；针对任一功率通道，功率通道中的一部分桥臂模块的输出端11c并联后与功率通道对应的第二电源/负载22的一端连接，功率通道中的另一部分桥臂模块的输出端11c并联后与功率通道对应的第二电源/负载22的另一端连接。

具体地，预设数量为预先设定的一个功率通道中包含的桥臂模块11的数量。一个功率变换电路1可以包含一个或多个功率通道，每一功率通道对应一个第二电源/负载22。针对任一功率通道，将该功率通道中的桥臂模块11分为两部分，两部分桥臂模块11的数量相同。将上述两部分桥臂模块的输出端11c分别并联后与该功率通道对应的第二电源/负载22的两端连接，作为功率通道中各个桥臂模块11的一种并联方式。对于功率通道中的两个部分的桥臂模块11，每个并联部分的桥臂模块11需集成在同一基板上，以保证每部分并联桥臂模块所处的基板温度相同，以利于桥臂模块间的均流。

基于上述任一实施例，图6为本发明又一实施例提供的功率变换电路的结构示意图，如图6所示，预设数量个桥臂模块11构成一个功率通道；针对任一功率通道，功率通道中的所有桥臂模块的输出端11c均并联后与第二电源/负载22的一端连接，功率通道中的所有桥臂模块的一端11a或11b并联后与第二电源/负载22的另一端连接。

具体地，预设数量为预先设定的一个功率通道中包含的桥臂模块11的数量。一个功率变换电路可以包含一个或多个功率通道，每一功率通道对应一个第二电源/负载22。针对任一功率通道，将该功率通道中的所有桥臂模块的输出端11c全部并联后与该功率通道对应的第二电源/负载22的一端连接，并将该功率通道中桥臂模块的一端11a或11b全部并联后与该功率通道对应的第二电源/负载22的另一端连接，作为功率通道中各个桥臂模块11的另一种并联方式。图6中，所有桥臂模块的第二端口11b同时与第一电源/负载21和第二电源/负载22的一端连接，此外，还可以是功率通道中全部桥臂模块的第一端口11a同时与第一电源/负载21和第二电源/负载22的一端连接，本发明实施例对此不作具体限定。其中，功率通道中的所有并联桥臂模块11需集成在同一基板上，以保证所有桥臂模块所处的基板温度相同，以利于桥臂模块间的均流。

图5和图6提供了功率通道中两种桥臂模块输出并联方式，由此，功率变换电路不仅可以通过改变桥臂模块的数量来实现电流容量的灵活调整，还可以通过改变各功率通道中各个桥臂模块的输出并联方式来实现不同输出模式的调整，进一步提高电路的灵活性。

基于上述任一实施例，功率变换电路还包括检测模块和控制模块；其中，检测模块包括传感装置和调理电路，传感装置用于测量第一电源/负载、第二电源/负载以及桥臂模块中的至少一种的电气参数，获取检测量；调理电路用于对检测量进行调理，并将调理后的检测量传输至控制模块；控制模块用于基于调理后的检测量以及功率变换需求，输出每一桥臂模块中的每一开关器件的控制信号，并将控制信号传输至对应的桥臂模块中的驱动模块，以使得驱动模块能够基于控制信号生成驱动信号，控制开关器件的导通和关断。

具体地，传感装置可以是电压传感器、电流传感器等用于测量第一电源/负载、第二电源/负载以及桥臂模块中的至少一种的电气参数的设备，电气参数可以是输入电压、输入电流、输出电压、输出电流以及功率通道中间级电压和电流等。传感装置在测量得到上述电气参数的检测量后，将检测量传输至调理电路，调理电路在对检测量进行调理后，将调理后的检测量传输至控制模块。控制模块能够根据调理后的检测量，以及功率变换需求，对功率变换电路进行闭环控制，生成每一桥臂模块中的每一开关器件对应的控制信号，并将每一桥臂模块对应的控制信号发送给该桥臂模块内包含的驱动模块。驱动模块在接收到控制模块提供的控制信号后，对控制信号隔离、转换为功率信号，即驱动信号，用以驱动对应的开关器件。此处，功率变换需求可以是输出电压电流精度、动态响应特性、输出交流或直流，以及电能变换方向等指标。

基于上述任一实施例，控制模块针对每一桥臂模块输出的控制信号为同步控制信号或移相控制信号。

具体地，控制模块能够在检测模块和驱动模块的基础上，实现对功率变换电路中各个桥臂模块内开关器件的有效控制以及功率变换电路输出的电能质量的控制。进一步地，针对功率变换电路整体或者功率变换电路中的任一功率通道，控制模块可以对各桥臂模块内的开关器件采用严格同步的控制信号，即同步控制信号进行控制，使得各桥臂模块以相同的工作方式进行电能变换，以获取较好的并联支路均流效果；控制模块还可以对各桥臂模块内的开关器件采用移相控制信号进行控制，例如任一桥臂模块开关器件的控制信号可以由另一桥臂模块开关器件的控制信号经过一定的延时得到，相邻桥臂模块的开关器件控制信号依次存在特定的相位差，各个并联的桥臂模块以交错的工作方式进行电能变换，以实现输出谐波抵消和高故障冗余控制。

基于上述任一实施例，功率变换电路还包括辅助电源，辅助电源用于为驱动模块、检测模块和控制模块供电。

基于上述任一实施例，功率变换电路中的第一电源/负载和第二电源/负载分别为直流电源/负载或交流电源/负载。

具体地，当第一电源/负载和第二电源/负载均为直流电源/负载，则功率变换电路可基于控制模块生成的控制信号执行直流-直流变换。当第一电源/负载为直流电源，第二电源/负载为交流负载，则功率变换电路可基于控制模块生成的控制信号执行直流-交流变换。当第一电源/负载为直流负载，第二电源/负载为交流电源，则功率变换电路可基于控制模块生成的控制信号执行交流-直流变换。

本发明实施例提供的功率变换电路，能够基于合理的控制策略，实现直流-直流和直流-交流的双向电能变换。

基于上述任一实施例，图7为本发明再一实施例提供的功率变换电路的结构示意图，如图7所示，同一块基板3上集成有多个桥臂模块，每一桥臂模块均包括功率桥臂111、直流支撑电容112、驱动模块113和滤波电感114。基板3上的桥臂模块分为两个功率通道，即功率通道A和功率通道B。功率通道A中，每一桥臂模块的输出端11c并联，每一桥臂模块的第二端口11b并联，构成功率通道A的两个端口。功率通道B划分了两部分具有相同数量的桥臂模块，两部分桥臂模块的输出端11c分别并联，构成功率通道B的两个端口。

此外，对于功率通道不同的电能变换形式和不同的输出电流容量需求，功率通道可采用不同桥臂模块并联输出方式，且功率通道内并联的桥臂模块数量也可以不同，但需保证每个功率通道的每个端口所对应的所有并联的桥臂模块处于同一基板上，以保证并联支路包括温度、换流回路面积等外部因素尽量相同，有利于均流控制。例如，当功率通道电流容量需求较小时，功率通道每个端口对应的并联桥臂模块的数量较少，单个基板可以集成多个功率通道的桥臂模块；当功率通道电流容量需求较大时，单个基板可用于实现单个功率通道，基板上的所有桥臂模块可以均分为两部分，分别并联形成功率通道的两个端口；当功率通道电流容量需求很大时，单个基板上的所有桥臂模块可以并联形成功率通道的一个端口，整个功率通道的两极对应两个基板。通过灵活选择桥臂模块的并联输出方式和并联桥臂模块的数量，可以实现不同输出方式和不同输出电流容量的功率电源设计，使得功率变换电路具有很高的扩展性和技术继承性。

基于上述任一实施例，图8为本发明实施例提供的基于基板集成多个桥臂模块的功率通道的结构示意图，如图8所示，该功率通道包括6个桥臂模块11。6个桥臂模块11中除滤波电感外的所有器件，均集成在同一基板3上，各桥臂模块11对应的滤波电感114，分立放置在基板3外，各桥臂模块的输出端11c与对应的滤波电感114连接。6个桥臂模块11均分为2组，每三个桥臂模块的输出端11c并联形成该功率通道的一个端口115。

图9为本发明实施例提供的集成多个桥臂模块的基板的结构示意图，如图9所示，基板3上集成了6个桥臂模块11。点划线方框示出的区域为其中任一桥臂模块11，包括第一端口11a、第二端口11b、输出端11c，功率桥臂111、直流支撑电容112以及采用特殊加工工艺形成的用于连接各开关器件和驱动模块的导电走线。功率桥臂111设置的区域内，还设置有驱动模块。桥臂模块对应的滤波电感，设置在基板外。

基于上述任一实施例，图10为本发明实施例提供的包含2个功率通道的功率变换电路的结构示意图，如图10所示，一种功率变换电路，包含两个功率通道，每一功率通道设置在单一基板3上。两个功率通道采用背靠背的布局方式垂直层叠在一起，每个基板3下紧密贴装散热模块4，两个散热模块4叠层在一起，散热模块的一侧安装风扇5实现散热模块4的强迫风冷散热。

本发明实施例提供的功率变换电路，采用模块化设计理念，将多路包含直流支撑电容、功率桥臂、驱动电路和滤波电感等器件的桥臂模块，按照各功率桥臂电路分布结构，独立、并行地集成在一块基板上。通过不同桥臂模块并联输出方式以及桥臂模块数量的组合，配合包括检测模块、控制模块和辅助电源在内的辅助电路，可以灵活的实现具有不同输出模式和不同输出电流容量的功率通道输出。针对桥臂模块中的开关器件，可通过控制模块施加严格同步的控制信号或者具有一定相位偏差的控制信号，以使得并联的桥臂模块能够实现较好的均流控制或者交错运行控制。基板采用具有良好导热性能的材质，各桥臂模块中的所有器件独立、并行的集成贴装在基板单一面上，基板背面紧密贴装散热模块。基板在为桥臂模块提供物理支撑和局部导电线路的同时，起到良好的热传导作用，将开关器件产生的热量传导到散热模块上，并为各桥臂模块提供相对均衡的散热温度，以利于并联的桥臂模块间的均流控制。本发明实施例采用多桥臂模块并联的结构，在实现灵活的支路并联的同时，其输出模式和输出电流容量具有很好的扩展性能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种功率变换电路，其特征在于，包括多个桥臂模块，每一所述桥臂模块中的每一开关器件均基于对应的驱动信号开通或关断；

每一所述桥臂模块的两端用于与第一电源/负载连接，每一所述桥臂模块的输出端用于与第二电源/负载连接。

2.根据权利要求1所述的功率变换电路，其特征在于，所述桥臂模块包括功率桥臂，所述桥臂模块还包括直流支撑电容、驱动模块和滤波电感中的至少一种；

所述功率桥臂为半桥桥臂、有源中点钳位桥臂、中点钳位桥臂、飞跨电容桥臂或T型桥臂；

其中，所述直流支撑电容与所述功率桥臂并联；

所述驱动模块与所述功率桥臂中的每一所述开关器件的驱动端连接，所述驱动模块用于为每一所述开关器件提供对应的所述驱动信号；

所述滤波电感连接在所述功率桥臂的中点与所述第二电源/负载之间。

3.根据权利要求1所述的功率变换电路，其特征在于，还包括若干个基板；针对任一所述基板，若干个所述桥臂模块并行集成在所述任一基板上；所述基板为热的良导体。

4.根据权利要求1所述的功率变换电路，其特征在于，预设数量个所述桥臂模块构成一个功率通道；

针对任一所述功率通道，所述功率通道中的一部分所述桥臂模块的输出端并联后与所述功率通道对应的所述第二电源/负载的一端连接，所述功率通道中的另一部分所述桥臂模块的输出端并联后与所述功率通道对应的所述第二电源/负载的另一端连接。

5.根据权利要求1所述的功率变换电路，其特征在于，预设数量个所述桥臂模块构成一个功率通道；

针对任一所述功率通道，所述功率通道中的所有所述桥臂模块的输出端均并联后与所述功率通道对应的所述第二电源/负载的一端连接，所述功率通道中的所有所述桥臂模块的一端并联后与所述功率通道对应的所述第二电源/负载的另一端连接。

6.根据权利要求2所述的功率变换电路，其特征在于，还包括检测模块和控制模块；

其中，所述检测模块包括传感装置和调理电路，所述传感装置用于测量所述第一电源/负载、所述桥臂模块和所述第二电源/负载中的至少一种的电气参数，获取检测量；所述调理电路用于对所述检测量进行调理，并将调理后的所述检测量传输至控制模块；

所述控制模块用于基于所述调理后的检测量以及功率变换需求，输出每一所述桥臂模块中的每一所述开关器件的控制信号，并将所述控制信号传输至对应的所述桥臂模块中的所述驱动模块，以使得所述驱动模块能够基于所述控制信号生成所述驱动信号。

7.根据权利要求6所述的功率变换电路，其特征在于，还包括辅助电源，所述辅助电源用于为所述驱动模块、所述检测模块和所述控制模块中的至少一种供电。

8.根据权利要求6所述的功率变换电路，其特征在于，所述控制模块针对每一所述桥臂模块输出的控制信号为同步控制信号或移相控制信号。

9.根据权利要求3所述的功率变换电路，其特征在于，还包括散热模块，所述散热模块紧密贴装在所述基板背面；所述散热模块采用的散热方式包括自然风冷、强迫风冷、热管散热和水冷散热中的至少一种。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的功率变换电路，其特征在于，所述第一电源/负载和所述第二电源/负载分别为直流电源/负载或交流电源/负载。