CN110268616B - 包括飞跨电容器的谐振变流器 - Google Patents

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Abstract

公开了零电压转换脉冲宽度调制谐振变流器的独特系统、方法、技术和设备。一个示例性实施例是零电压转换PWM谐振变流器，该零电压转换PWM谐振变流器包括：DC母线；第一开关装置；第二开关装置；谐振槽电路；辅助电路，该辅助电路具有飞跨电容器和多个辅助开关装置；以及控制器。该控制器被构造为控制该第一开关装置、该第二开关装置和该多个辅助开关装置，以提供该槽电路的谐振操作，该谐振操作有效地在导通或关断该第一开关装置时在该第一开关装置两端提供基本上零电压条件，并且在导通或关断该第二开关装置时在该第二开关装置两端提供基本上零电压条件。

Description

包括飞跨电容器的谐振变流器
背景技术
本公开总体上涉及谐振变流器。谐振变流器(包括零电压转换(ZVT)脉冲宽度调制(PWM)变流器和零电流转换变流器(ZCT)PWM变流器)提供许多益处，例如包括允许高开关频率、减少电磁噪声发射、以及允许使用较小的无源组件。现有谐振变流器(包括前述示例)存在许多劣势和缺点。还有未满足的需求，包括电感器饱和、后换向振荡、电压不平衡。例如，一些ZVT PWM变流器包括耦合电感器，该耦合电感器在变流器操作期间易于饱和并且引起后换向振荡。在另一示例中，一些ZVT PWM变流器使用中性点连接，该中性点连接无法轻易地使电压平衡并且无法用于DC/DC功率变换。存在对于本文所公开的独特设备、方法、系统和技术的显著需要。
发明内容
为了清楚、简明以及精确地描述本公开的非限制性示例性实施例、制造和使用这些实施例的方式和过程以及使得能够实践、制造和使用这些实施例等目的，现在将参照某些示例性实施例、包括在附图中图示的那些示例性实施例，并且将使用特定语言来描述这些示例性实施例。然而，应该理解，由此不会产生对本公开的范围的限制，并且本公开包括并且保护示例性实施例的如受益于本公开的本领域的技术人员将想到的这些变化、修改和进一步应用。
示例性实施例包括用于零电压转换脉冲宽度调制谐振变流器的独特系统、方法、技术和设备。本公开的其它实施例、形式、目的、特征、优点、方面和益处将通过以下描述和附图而变得显而易见。
附图说明
图1图示了示例性变流器。
图2(a)-图2(e)图示了通过图1所示示例性变流器的电流流动。
图3是图示图1的示例性变流器的主开关两端的基本上零电压条件的多个曲线图。
图4是图示图1的示例性变流器的飞跨电容器电路的操作的多个曲线图。
图5是图示针对示例性变流器的谐振电感器的B-H曲线的曲线图。
图6和图7图示了另外的示例性变流器。
具体实施方式
参照图1和图2(a)-图2(e)，图示了示例性ZVT PWM谐振变流器100。应该了解，变流器100可以被实施在各种应用中，仅举几例，包括电动车辆、混合动力车辆和中压直流配电。变流器100被耦合至具有正极和负极的直流(DC)电源，并且被构造为生成输出电压Vdc。在一些实施例中，变流器100被构造为从DC电源接收DC功率，将该DC功率变换为AC功率，并且将该AC功率提供至负载。在一些实施例中，变流器100被构造为从DC电源接收一个电压的DC功率，将该DC功率变换为第二电压的DC功率，并且将该变换的DC功率提供至负载。
变流器100包括DC母线102，该DC母线102具有被耦合至DC电源的正极的DC母线正轨103，以及被耦合至负极的DC母线负轨105。在图示的实施例中，平滑电容器101被耦合在轨103与轨105之间。平滑电容器101被构造为减少DC母线上由DC电源的输出功率的波动和本文描述的变流器开关操作而引起的瞬变。在一些实施例中，平滑电容器101不被包括在变流器100中。
变流器100进一步包括通过DC母线102而被并联耦合至DC电源的一对主开关装置110。装置对110包括第一主开关装置111，该第一主开关装置111具有被电耦合至轨103的第一端子和被电耦合至输出节点115的第二端子。在图示的实施例中，开关装置111是具有并联耦合续流二极管的绝缘栅双极晶体管(IGBT)，IGBT被额定设置为Vdc。开关装置111可以是另一种类型的半导体开关装置，举若干示例，诸如集成栅极换向晶闸管(IGCT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、或者碳化硅(SiC)MOSFET。应该了解，本文所描述的其它主开关装置可以包括与主开关装置111相同或者相似的特征，尽管这些特征可能不再重新陈述。
装置对110包括第二主开关装置113，该第二主开关装置113具有被耦合至输出节点115的第一端子和被耦合至轨105的第二端子。输出节点115被电耦合至负载，该负载被构造为从输出节点115接收具有在输出电压109中的输出电流107的功率。
变流器100进一步包括辅助飞跨电容器(FC)电路120，该辅助飞跨电容器(FC)电路120具有多个FC开关装置121、123、125和127、飞跨电容器129、FC电路输出节点135以及飞跨电容器节点131和133。应该理解，可以结合开关装置121、123、125和127采用开关装置111的特征。FC开关装置121的第一端子被耦合至DC母线正轨103。FC开关装置121的第二端子被耦合至飞跨电容器节点131。开关装置123的第一端子被耦合至飞跨电容器节点131，而开关装置123的第二端子被耦合至FC输出节点135。开关装置125的第一端子被耦合至FC输出节点135，而开关装置125的第二端子被耦合至飞跨电容器节点133。开关装置127的第一端子被耦合至飞跨电容器节点133，而开关装置127的第二端子被耦合至负母线轨105。飞跨电容器129的阴极被耦合至飞跨电容器节点131，而飞跨电容器129的阳极被耦合至飞跨电容器节点133。FC开关装置121、123、125和127中的每一个FC开关装置可以被额定设置为一半的Vdc。
变流器100另外包括谐振槽电路140，该谐振槽电路140具有第一谐振非极化电容器145、第二谐振非极化电容器147，该第一谐振非极化电容器145被并联耦合至开关装置111，使得非极化电容器145的端子被耦合至输出节点115，该第二谐振非极化电容器147与开关装置113并联耦合，使得非极化电容器147的端子被耦合至输出节点115。电路140另外包括被电耦合在FC输出节点135与输出节点115之间的谐振电感器141。如下面更详细地描述的，辅助飞跨电容器电路120被构造为选择性地提供从FC输出节点135流动至输出节点115的谐振电流143。
考虑到在峰值负载处的电压变化、占空比范围、峰值谐振电流以及在一个谐振开关阶段期间的电压变化，变流器100的无源组件的大小将取决于特定应用。例如，被耦合至750V DC电源并且生成210A的组合谐振峰值电流和负载峰值电流的变流器100可以利用0.1uF的谐振电容器145和147、4uH的谐振电感器141以及20uF的飞跨电容器129。在另一示例中，被耦合至750V DC电源并且生成1270A的组合谐振峰值电流和负载峰值电流的变流器100可以利用0.6uF的谐振电容器145和147、0.7uH的谐振电感器141以及20uF的飞跨电容器129。飞跨电容器129可以是薄膜电容器。应该了解，由于飞跨电容器每开关周期的导通时间少于10us的事实，因此，飞跨电容器129的大小比传统的飞跨电容器多电平变流器中的电容器小得多。
变流器100另外包括被电耦合至FC开关装置121、123、125和127以及主开关装置145和147的控制器160。控制器160被构造为传输用以操作FC开关装置121、123、125和127以及主开关装置145和147的多个脉冲宽度调制信号。这些脉冲宽度调制信号引起开关装置的闭合以允许电流流过开关装置，或者引起该装置的断开以防止电流沿至少一个方向流过该装置。控制器160被构造为通过断开和闭合主开关装置111和113来操作主开关装置对110，以将来自DC电源的DC功率变换为输出功率并且将该输出功率传输至负载。
控制器160被另外构造为控制FC开关装置121、123、125和127以便提供谐振槽电路140的谐振操作，该谐振操作有效地在断开和闭合开关装置111时在主开关装置111两端提供基本上零电压条件，并且在断开和闭合开关装置113时在主开关装置113两端提供基本上零电压条件。在优选实施例中，基本上零电压条件是零伏。在其它实施例中，基本上零电压条件是Vdc的较小百分比。例如，基本上零电压条件可以是小于Vdc的20％的电压。
控制器160被构造为操作辅助飞跨电容器电路120的开关装置121、123、125和127以对飞跨电容器129进行充电。基于要在基本上零电压条件下闭合的主开关、以及相对于Vdc的飞跨电容器129两端的电压，来确定由控制器160闭合以将来自DC电源的电流提供至飞跨电容器129的特定FC开关装置。例如，当控制器160准备在基本上零电压条件下操作开关装置111时，如果飞跨电容器129的电压小于一半Vdc，则控制器闭合FC开关装置121，而如果飞跨电容器129的电压大于一半Vdc，则控制器闭合FC开关装置123。当控制器160准备在基本上零电压条件下操作开关装置113时，如果飞跨电容器129的电压小于一半Vdc，则控制器闭合FC开关装置127，而如果飞跨电容器129的电压大于一半Vdc，则控制器闭合FC开关装置125。虽然在下文描述的其它变流器不会具体描述与变流器100的特征相类似的特征，但是可以结合所描述的变流器来采用这些特征。
继续参照图2(a)-图2(e)，图示了允许控制器160在基本上零电压开关条件下操作主开关装置111的一系列开关操作。在如图2(a)中示出的变流器100的初始状态下，输出电流107通过主开关装置113的续流二极管而从DC电源的负极流至负载。如图2(b)中示出的，控制器160然后闭合FC开关装置121，从而通过飞跨电容器129和FC开关装置125的续流二极管来允许电流143流过谐振电感器143，从而使电流143几乎线性地增加。允许电流143增加，直到电流143超过负载电流，此时，控制器闭合主开关装置113以便对谐振电感器141进行充电。变流器100的谐振动作需要电流143上升和下降以作为谐振过程的一部分，在谐振过程中，在电容器145和147与电感器141之间交换能量。在该拓扑中，在不对电感器141进行充电以帮助对电容器进行充电的情况下，无法实现零电压开关。如图2(c)中示出的，控制器160然后在基本上零电压条件下断开主开关装置113，从而允许谐振槽电路140开始谐振，使输出电压109以由谐振电容器145和147限制的速率从0V改变至Vdc。如图2(d)中示出的，输出电压增加至Vdc，此时，主开关装置111在基本上零电压条件下被闭合。电流143开始减小至0A。如图2(e)中示出的，当电流143减小至0A时，FC开关装置121在零电流条件下被断开。
参照图3，图示了多个曲线图300，该多个曲线图300图示了变流器100在开关装置111的操作期间的基本上零电压开关条件。多个曲线图300描绘了在变流器100的操作期间、在1.437毫秒与1.444毫秒之间的时间段，该时间段具有四个标识的时间：t0、t1、t2和t3。时间t0至时间t3分别与图2(b)至图2(e)相对应。曲线图300包括主开关111激活状态曲线图310、主开关113激活状态曲线图320、FC开关121激活状态曲线图330、FC开关装置123激活状态曲线图340、飞跨电容器电压曲线图350、输出电压曲线图360、以及输出和谐振电流曲线图370。
在时间t0处，控制器160向FC开关装置121传输闭合信号。闭合开关装置121使电流从DC电源流至飞跨电容器，从而对电容器进行充电并且生成谐振电流143。通过曲线图350中的线351图示了对电容器进行充电，并且通过曲线图370的线371图示了谐振电流143的上升。在时间t1处，控制器160响应于谐振电流143超过输出电流107而向开关装置113传输断开信号，通过曲线图370中的线373图示了输出电流。一旦开关装置113断开，通过曲线图360中的线361图示的输出电压109就开始从0V增加至Vdc。在时间t2处，控制器160响应于输出电压变得基本上等于Vdc而向开关装置111传输闭合信号。在时间t3处，控制器160响应于谐振电流143减小至0A(如通过曲线图370中的线371示出的)而向FC开关装置121传输断开信号。因此，开关装置121在基本上零电流条件期间被断开。
参照图4，存在图示在输出电流负载在时间1ms处的变化之后、对飞跨电容器(诸如图1的变流器100中的飞跨电容器129)进行充电的多个曲线图400。曲线图400包括FC开关121激活状态曲线图410、FC开关123激活状态曲线图420、飞跨电容器129电压曲线图420；输出电压曲线图440、以及谐振和输出电流曲线图450。如在曲线图410中示出的，控制器160通过向开关装置121传输激活脉冲(如通过线411图示的)、然后向开关装置123传输激活脉冲(如通过线421图示的)，来交替地激活FC开关121和123。如通过曲线图430中指示飞跨电容器129的电压维持在接近一半Vdc的水平(该一半Vdc电压水平通过曲线图430中的虚线433被图示)的线431所图示的，通过交替地激活FC开关装置121和123，平衡了飞跨电容器129两端的电压。曲线图440图示了随着对飞跨电容器129进行放电和充电的输出电压，如通过线441描绘的。曲线图450图示了谐振电流143，如通过线451描绘的，该谐振电流143在飞跨电容器129被充电和放电时流动。曲线图450还包括描绘了输出电流在时间1ms处增加的线453。
参照图5，存在图示示例性谐振电感器(诸如图1中的变流器100的谐振电感器141)的B-H曲线501的曲线图500。如在图3的曲线图370中图示的，电路谐振在输出负载电流107超过谐振电流143之后开始。由于峰值谐振电流143与输出负载电流107无关，因此，峰值谐振电流143与输出负载电流107之间的差在低输出负载电流的时段期间会引起显著的变流器损耗。在一些应用中，可以增加谐振电感器141的大小，从而减小轻负载条件下的谐振电流。例如，谐振电感器141可以由软饱和磁性材料(诸如，镍铁粉芯)制成。图5图示了镍铁粉材料的B-H曲线。当输出电流107较高时，谐振以较高的磁通密度水平开始、诸如在B-H曲线501上的点503处开始，在该点503处，换向电感较低。当输出电流107较低时，谐振以较低的磁通密度水平开始、诸如在B-H曲线505上的点505处开始，在该点505处的换向电感比在点503处的换向电感高接近三倍。
参照图6，图示了示例性ZVT PWM谐振变流器600。应该了解，变流器100的前述特征中的任何或所有特征可以存在于变流器600中。变流器600被耦合至具有电压差为Vdc的正极和负极的直流(DC)电源。变流器600包括DC母线602，该DC母线602具有被耦合至DC电源的正极的DC母线正轨603和被耦合至负极的DC母线负轨605。在图示的实施例中，平滑电容器601被耦合在轨603与轨605之间。
变流器600进一步包括通过DC母线602而被并联耦合至DC电源的多个主开关装置610。对610包括第一主开关装置611，该第一主开关装置611具有被电耦合至轨603的第一端子和被电耦合至第二主开关装置611的第一端子的第二端子。第二主开关装置617的第二端子被电耦合至输出节点615。第三主开关装置613的第一端子被耦合至输出节点615，而第三主开关装置613的第二端子被耦合至第四主开关装置619的第一端子，并且第四主开关装置619的第二端子被耦合至负DC母线轨605。
变流器600进一步包括辅助飞跨电容器(FC)电路620，该辅助飞跨电容器(FC)电路620具有多个FC开关装置621、623、625和627、飞跨电容器629、FC电路输出节点635以及飞跨电容器节点631和633。FC开关装置621的第一端子被耦合至DC母线正轨603。FC开关装置621的第二端子被耦合至飞跨电容器节点631。开关装置623的第一端子被耦合至飞跨电容器节点631，而开关装置623的第二端子被耦合至FC输出节点635。开关装置625的第一端子被耦合至FC输出节点635，而开关装置625的第二端子被耦合至飞跨电容器节点633。开关装置627的第一端子被耦合至飞跨电容器节点633，而开关装置627的第二端子被耦合至负母线轨605。飞跨电容器629的阴极被耦合至飞跨电容器节点631，而飞跨电容器629的阳极被耦合至飞跨电容器节点633。FC开关装置621、623、625和627中的每一个FC开关装置可以被额定设置为DC电源两端的电压的一半。
变流器600另外包括谐振槽电路640，该谐振槽电路640具有被并联耦合至开关装置611的第一谐振电容器645、被并联耦合至开关装置617的第二谐振电容器646、与开关装置613并联耦合的第三谐振电容器647、以及与开关装置619并联耦合的第四谐振电容器648。电路640另外包括被电耦合在FC输出节点635与输出节点615之间的谐振电感器641。
变流器600另外包括被电耦合至FC开关装置621、623、625和627以及主开关装置645和647的控制器660。除了关于变流器100所描述的控制器160的特征之外，控制器660还被构造为同时控制开关装置611和617，并且被构造为同时控制开关装置613和619，使得开关装置611、617、613和619中的每一个开关装置可以被额定设置为等于一半Vdc的电压。
虽然在下文描述的其它变流器不会具体描述与变流器600的特征相类似的特征，然而可以结合所描述的变流器来采用这些特征。
参照图7，图示了另外包括充电电路770和多个充电电阻器775的变流器600。参照图6，图示了示例性ZVT PWM谐振变流器600。应该了解，变流器600的前述特征中的任何或所有特征也可以存在于变流器600中。变流器600被耦合至具有正极和负极的直流(DC)电源。变流器600包括DC母线602，该DC母线602具有被耦合至DC电源的正极的DC母线正轨103和被耦合至负极的DC母线负轨605。平滑电容器601被耦合在轨603与轨605之间。
变流器600进一步包括通过DC母线602而被并联耦合至DC电源的多个主开关装置610。对610包括第一主开关装置611，该第一主开关装置611具有被电耦合至轨603的第一端子和被电耦合至第二主开关装置611的第一端子的第二端子。第二主开关装置617的第二端子被电耦合至输出节点615。第三主开关装置613的第一端子被耦合至输出节点615，而第三主开关装置613的第二端子被耦合至第四主开关装置619的第一端子，并且第四主开关装置619的第二端子被耦合至负DC母线轨605。
变流器600进一步包括辅助飞跨电容器(FC)电路620，该辅助飞跨电容器(FC)电路620具有多个FC开关装置621、623、625和627、飞跨电容器629、FC电路输出节点635以及飞跨电容器节点631和633。FC开关装置621的第一端子被耦合至DC母线正轨603。FC开关装置621的第二端子被耦合至飞跨电容器节点631。开关装置623的第一端子被耦合至飞跨电容器节点631，而开关装置623的第二端子被耦合至FC输出节点635。开关装置625的第一端子被耦合至FC输出节点635，而开关装置625的第二端子被耦合至飞跨电容器节点633。开关装置627的第一端子被耦合至飞跨电容器节点633，而开关装置627的第二端子被耦合至负母线轨605。飞跨电容器629的阴极被耦合至飞跨电容器节点631，而飞跨电容器629的阳极被耦合至飞跨电容器节点633。FC开关装置621、623、625和627中的每一个FC开关装置可以被额定设置为DC电源两端的电压的一半。
变流器600另外包括谐振槽电路640，该谐振槽电路640具有被并联耦合至开关装置611的第一谐振电容器645、被并联耦合至开关装置617的第二谐振电容器646、与开关装置613并联耦合的第三谐振电容器647、以及与开关装置619并联耦合的第四谐振电容器648。电路640另外包括被电耦合在FC输出节点635与输出节点615之间的谐振电感器641。
变流器600另外包括在DC电源与辅助飞跨电容器电路120之间被耦合至正DC母线轨603的充电电路770。充电电路770包括开关装置771和被并联耦合至开关装置711的电阻器773。电阻器773被构造为允许充电电流从DC电源流至平滑电容器601，以便首先对平滑电容器601进行充电。电阻器773被另外构造为允许少量电流通过被并联耦合至FC开关装置621、623、625和627中的每一个FC开关装置的多个FC充电电阻器775而从DC电源流至飞跨电容器629，以便维持在飞跨电容器629两端的电荷。
变流器600另外包括被电耦合至FC开关装置621、623、625和627以及主开关装置645和647的控制器660。除了图1中变流器100的控制器160和图6中变流器600的控制器660的特征之外，控制器660还被另外构造为通过断开开关装置771来首先对飞跨电容器进行充电，从而迫使电流通过电阻器773，由此通过对电阻器775进行充电来减少流动至飞跨电容器629的电流。
现在将提供对若干示例性实施例的进一步书面描述。一个实施例是一种零电压转换PWM谐振变流器，该零电压转换PWM谐振变流器包括：包括第一轨和第二轨的DC母线；与第一轨和变流器输出节点耦合的第一开关装置；与第二轨和变流器输出节点耦合的第二开关装置；包括第一谐振电容器、第二谐振电容器和与变流器输出节点耦合的谐振电感器的谐振槽电路；包括被串联耦合在第一轨和第二轨之间的多个辅助开关装置、以及跨辅助开关装置中的两个辅助开关装置并联耦合的飞跨电容器的辅助电路，谐振电感器被耦合至辅助开关装置中的所述两个辅助开关装置中间的节点；以及被构造为控制第一开关装置、第二开关装置和多个辅助开关装置以提供槽电路的谐振操作的控制器，该谐振操作有效地在导通或者关断第一开关装置时在第一开关装置量提供基本上零电压条件，并且在导通或者关断第二开关装置时在第二开关装置两端提供基本上零电压条件。
在前述变流器的某些形式中，多个辅助开关装置包括被串联耦合在第一轨与第二轨之间的第一、第二、第三和第四辅助开关装置，飞跨电容器跨第二和第三辅助开关装置并联耦合，并且谐振电感器被耦合至第二和第三辅助开关装置中间的节点。在某些形式中，控制器被构造为执行换向方案，在该换向方案中，第一辅助开关装置在第一开关关断且第二开关导通的第一时间处被导通、从而有效地增加谐振电感器电流，并且第二开关在大于第一时间的第二时间处在基本上零电压条件下被关断、从而有效地提供槽电路的谐振操作。在某些形式中，当第一开关装置两端的电压由于槽电路的谐振操作而变得基本上为零时，第一开关装置在大于第二时间的第三时间处被导通。在某些形式中，飞跨电容器包括薄膜电容器。
另一示例性实施例是一种零电压转换变流器，该变流器被耦合至具有正极和负极的直流(DC)电源，该变流器包括：第一主开关装置，该第一主开关装置具有被电耦合至DC电源的正极的第一端子和被电耦合至负载的第二端子；第二主开关装置，该第二主开关装置具有被电耦合至负载的第一端子和被耦合至DC电源的负极的第二端子；被并联耦合至第一主开关装置的第一谐振电容器；被并联耦合至第二主开关装置的第二谐振电容器；被电耦合至电源和负载的飞跨电容器(FC)电路，该FC电路包括至少一个飞跨电容器和至少四个FC开关装置；与第一主开关、第二主开关、负载和FC电路电耦合的谐振电感器；以及控制器，该控制器被构造为通过断开和闭合第一主开关装置和第二主开关装置来操作第一主开关装置和第二主开关装置，以便将来自DC电源的DC功率变换为输出功率并且将该输出功率传输至负载，其中该控制器被构造为操作FC开关装置，以便在断开和闭合第一主开关装置和第二主开关装置期间在第一主开关装置与第二主开关装置两端生成基本上零电压开关条件，以及其中该控制器被构造为通过操作FC开关装置来生成谐振电流，使得电流流过谐振电感器。
在前述变流器的某些形式中，控制器被构造为传输用以操作第一主开关装置、第二主开关装置和FC开关装置的多个脉冲宽度调制信号，该脉冲宽度调制信号引起所述装置中的一个装置的闭合以允许电流流过开关装置、或者引起所述装置中的所述一个装置的断开以防止电流沿至少一个方向流过该装置。在某些形式中，控制器通过向第一主开关装置的第一和第二端子供应相等的电压来在基本上零电压开关条件期间断开第一主开关装置，并且通过向第二主开关装置的第一和第二端子供应相等的电压来在基本上零电压开关条件期间断开第二主开关装置。在某些形式中，控制器操作FC开关装置，以便在控制器断开第一主开关装置和第二主开关装置中的一个主开关装置之前对谐振电感器进行充电。在某些形式中，控制器被构造为通过以下操作来在零电压开关条件期间闭合第一主开关装置和第二主开关装置中的一个主开关装置：通过操作FC开关装置来提供通过谐振电感器的电流，使得谐振电感器、第一谐振电容器和第二谐振电容器实现谐振，并且响应于实现零电压开关条件而闭合第一主开关装置或第二主开关装置。在某些形式中，控制器被构造为响应于在FC开关装置处的零电流条件，而在控制器闭合第一主开关装置或第二主开关装置之后断开FC开关装置中的一个FC开关装置。在某些形式中，FC电路包括具有阳极和阴极的一个飞跨电容器、以及四个FC开关装置，第一FC开关装置具有被电耦合至DC电源的正极的第一端子和被电耦合至飞跨电容器的阴极的第二端子；第二FC开关装置具有被电耦合至飞跨电容器的阴极的第一端子和被电耦合至电感元件的第二端子；第三FC开关装置具有被电耦合至电感元件的第一端子和被电耦合至飞跨电容器的阳极的第二端子；并且第四FC开关装置具有被电耦合至飞跨电容器的阳极的第一端子和被电耦合至DC电源的负极的第二端子。在某些形式中，变流器另外包括被构造为对飞跨电容器进行充电的充电电路，其中该充电电路被耦合在DC电源与飞跨电容器电路之间，该充电电路包括被并联耦合的开关装置和电阻元件。在某些形式中，变流器另外包括被并联耦合至FC开关装置中的至少一个FC开关装置的电阻器，每个电阻器的电阻足以允许电流流至飞跨电容器。在某些形式中，谐振电感器包括软饱和磁性材料。
又一示例性实施例是一种用于通过操作被耦合至DC电源的脉冲宽度调制变流器来产生输出功率的方法，该方法包括：对电路系统进行操作，该电路系统包括具有飞跨电容器和与DC电源并联耦合的多个半导体开关的飞跨电容器电路、与DC电源并联耦合的主半导体开关对、具有谐振电感器和两个谐振电容器的谐振槽电路，该谐振槽电路与飞跨电容器电路、主开关对和负载耦合；通过操作飞跨电容器电路来在谐振槽中生成谐振电流，使得在主半导体开关中的一个主半导体开关两端的电压是基本上零电压条件；断开主半导体开关中的一个开关；在基本上零电压条件下闭合主半导体开关对中的另一主半导体开关；以及通过利用飞跨电容器电路生成中点电压来减少谐振电感器中的电流。
在前述方法的某些形式中，输出功率是交流功率。在某些形式中，该方法另外包括：通过在DC电源与飞跨电容器之间断开飞跨电容器电路的半导体装置，来对谐振电感器进行充电。在某些形式中，基本上零电压条件是幅值为0的电压或者幅值为DC电源电压的小的百分比的电压。在某些形式中，基本上零电压条件是幅值为小于DC电源电压的20％的电压。
虽然已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本公开，但是本公开应该被认为是本质上说明性的而非限制性的，应该理解，仅仅已经示出和描述了某些示例性实施例，并且期望保护落入本公开的精神内的所有改变和修改。应该理解，虽然对词语(诸如，在上面的描述中利用的更好的、优选地、优选的或更优选的等词语)的使用指示如此描述的特征会是更期望的，但是这些特征不是必需的，并且缺少这些特征的实施例可以被设想为在由随附权利要求书限定的本公开的范围内。在阅读权利要求时，意图在于当使用诸如“一”、“一个”、“至少一个”或者“至少一部分”等词语时，不旨在将权利要求限制为仅一个项目，除非在权利要求书中另有明确相反说明。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，该项目可以包括一部分和/或整个项目，除非另有明确相反说明。

Claims (18)

1.一种零电压转换PWM谐振变流器，包括：
DC母线，所述DC母线包括第一轨和第二轨；
第一开关装置，所述第一开关装置与所述第一轨和变流器输出节点耦合；
第二开关装置，所述第二开关装置与所述第二轨和所述变流器输出节点耦合；
谐振槽电路，所述谐振槽电路包括并联耦合至所述第一开关装置的第一谐振电容器、并联耦合至所述第二开关装置的第二谐振电容器、以及与所述变流器输出节点耦合的谐振电感器；
辅助电路，所述辅助电路包括被串联耦合在所述第一轨与所述第二轨之间的多个辅助开关装置、以及跨所述辅助开关装置中的两个辅助开关装置并联耦合的飞跨电容器，所述谐振电感器被耦合至所述辅助开关装置中的所述两个辅助开关装置中间的节点；以及
控制器，所述控制器被构造为控制所述第一开关装置、所述第二开关装置和所述多个辅助开关装置，以提供所述谐振槽电路的谐振操作，所述谐振操作有效地在导通或关断所述第一开关装置时在所述第一开关装置两端提供基本上零电压条件，并且在导通或关断所述第二开关装置时在所述第二开关装置两端提供基本上零电压条件；
所述多个辅助开关装置包括被串联耦合在所述第一轨与所述第二轨之间的第一辅助开关装置、第二辅助开关装置、第三辅助开关装置和第四辅助开关装置，所述飞跨电容器跨所述第二辅助开关装置和所述第三辅助开关装置并联耦合，并且所述谐振电感器被耦合至所述第二辅助开关装置和所述第三辅助开关装置中间的节点，以及
所述控制器被构造为执行换向方案，在所述换向方案中，所述第一辅助开关装置在第一时间被导通，此时所述第一开关装置关断且所述第二开关装置导通，从而增加所述谐振电感器的电流，并且所述第二开关装置在大于所述第一时间的第二时间处在所述零电压条件下被关断，从而提供所述谐振槽电路的谐振操作。
2.根据权利要求1所述的变流器，其中当所述第一开关装置两端的电压由于所述谐振槽电路的谐振操作而变得基本上为零时，所述第一开关装置在大于所述第二时间的第三时间处被导通。
3.根据权利要求2所述的变流器，其中所述飞跨电容器包括薄膜电容器。
4.一种被耦合至具有正极和负极的直流(DC)电源的零电压转换变流器，所述变流器包括：
第一主开关装置，所述第一主开关装置具有被电耦合至所述直流(DC)电源的所述正极的第一端子和被电耦合至负载的第二端子；
第二主开关装置，所述第二主开关装置具有被电耦合至所述负载的第一端子和被耦合至所述直流(DC)电源的所述负极的第二端子；
第一谐振电容器，所述第一谐振电容器被并联耦合至所述第一主开关装置；
第二谐振电容器，所述第二谐振电容器被并联耦合至所述第二主开关装置；
飞跨电容器(FC)电路，所述飞跨电容器(FC)电路被电耦合至所述直流(DC)电源和所述负载，所述飞跨电容器(FC)电路包括至少一个飞跨电容器和至少四个FC开关装置；
谐振电感器，所述谐振电感器与所述第一主开关装置、所述第二主开关装置、所述负载和所述飞跨电容器(FC)电路电耦合；以及
控制器，所述控制器被构造为通过断开和闭合所述第一主开关装置和所述第二主开关装置来操作所述第一主开关装置和所述第二主开关装置，以便将来自所述直流(DC)电源的DC功率变换为输出功率，并且将所述输出功率传输至所述负载，
其中所述控制器被构造为操作所述FC开关装置，以便在所述第一主开关装置和所述第二主开关装置的所述断开和所述闭合的期间在所述第一主开关装置和所述第二主开关装置两端生成基本上零电压开关条件，以及
其中所述控制器被构造为通过操作所述FC开关装置来生成谐振电流，使得电流流过所述谐振电感器；
所述FC开关装置包括被串联耦合在第一轨与第二轨之间的第一FC开关装置、第二FC开关装置、第三FC开关装置和第四FC开关装置，所述飞跨电容器跨所述第二FC开关装置和所述第三FC开关装置并联耦合，并且所述谐振电感器被耦合至所述第二FC开关装置和所述第三FC开关装置中间的节点，以及
所述控制器被构造为执行换向方案，在所述换向方案中，所述第一FC开关装置在第一时间被导通，此时所述第一主开关装置关断且所述第二主开关装置导通，从而增加所述谐振电感器的电流，并且所述第二主开关装置在大于所述第一时间的第二时间处在所述零电压开关条件下被关断，从而提供谐振槽电路的谐振操作。
5.根据权利要求4所述的变流器，其中所述控制器被构造为传输用以操作所述第一主开关装置、所述第二主开关装置和所述FC开关装置的多个脉冲宽度调制信号，所述脉冲宽度调制信号引起所述装置中的一个装置的所述闭合以允许电流流过所述开关装置、或者引起所述装置中的所述一个装置的所述断开以防止电流沿至少一个方向流过所述一个装置。
6.根据权利要求5所述的变流器，其中所述控制器通过向所述第一主开关装置的所述第一端子和所述第一主开关装置的所述第二端子供应相等的电压，来在基本上零电压开关条件期间断开所述第一主开关装置，并且通过向所述第二主开关装置的所述第一端子和所述第二主开关装置的所述第二端子供应相等的电压，来在基本上零电压开关条件期间断开所述第二主开关装置。
7.根据权利要求6所述的变流器，其中所述控制器操作所述FC开关装置，以便在所述控制器断开所述第一主开关装置和所述第二主开关装置中的一个主开关装置之前对所述谐振电感器进行充电。
8.根据权利要求5所述的变流器，其中所述控制器被构造为通过以下操作来在零电压开关条件期间闭合所述第一主开关装置和所述第二主开关装置中的一个主开关装置：通过操作所述FC开关装置来提供通过所述谐振电感器的电流，使得所述谐振电感器、所述第一谐振电容器和所述第二谐振电容器实现谐振；以及响应于实现所述零电压开关条件而闭合所述第一主开关装置或所述第二主开关装置。
9.根据权利要求8所述的变流器，其中所述控制器被构造为响应于在所述FC开关装置处的零电流条件，而在所述控制器闭合所述第一主开关装置或所述第二主开关装置之后断开所述FC开关装置中的一个FC开关装置至关断状态。
10.根据权利要求4所述的变流器，其中所述飞跨电容器(FC)电路包括具有阳极和阴极的一个飞跨电容器、以及四个FC开关装置，所述第一FC开关装置具有被电耦合至所述直流(DC)电源的所述正极的第一端子和被电耦合至所述飞跨电容器的所述阴极的第二端子；所述第二FC开关装置具有被电耦合至所述飞跨电容器的所述阴极的第一端子和被电耦合至电感元件的第二端子；所述第三FC开关装置具有被电耦合至所述电感元件的第一端子和被电耦合至所述飞跨电容器的所述阳极的第二端子；并且所述第四FC开关装置具有被电耦合至所述飞跨电容器的所述阳极的第一端子和被电耦合至所述直流(DC)电源的所述负极的第二端子。
11.根据权利要求4所述的变流器，其中所述变流器另外包括被构造为对所述飞跨电容器进行充电的充电电路，其中所述充电电路被耦合在所述直流(DC)电源与所述飞跨电容器电路之间，所述充电电路包括被并联耦合的开关装置和电阻元件。
12.根据权利要求11所述的变流器，其中所述变流器另外包括被并联耦合至所述FC开关装置中的至少一个FC开关装置的电阻器，每个电阻器的电阻足以允许电流流至所述飞跨电容器。
13.根据权利要求4所述的变流器，其中所述谐振电感器包括软饱和磁性材料。
14.一种用于通过操作被耦合至DC电源的脉冲宽度调制变流器来生成输出功率的方法，所述方法包括：
对电路系统进行操作，所述电路系统包括
飞跨电容器电路，所述飞跨电容器电路具有飞跨电容器、以及与所述DC电源并联耦合的多个辅助半导体开关，所述多个辅助半导体开关包括被串联耦合在第一轨与第二轨之间的第一辅助半导体开关、第二辅助半导体开关、第三辅助半导体开关和第四辅助半导体开关，所述飞跨电容器跨所述第二辅助半导体开关和所述第三辅助半导体开关并联耦合，
主半导体开关对，所述主半导体开关对与所述DC电源并联耦合，以及
谐振槽电路，所述谐振槽电路具有谐振电感器和两个谐振电容器，所述谐振槽电路与所述飞跨电容器电路、所述主半导体开关对和负载耦合；
通过操作所述飞跨电容器电路来在所述谐振槽中生成谐振电流，使得所述主半导体开关对中的一个主半导体开关两端的电压是基本上零电压条件；
断开所述主半导体开关对中的一个主半导体开关；
在基本上零电压条件下闭合所述主半导体开关对中的另一个主半导体开关；
通过利用所述飞跨电容器电路生成中点电压，来减少所述谐振电感器中的电流；
将所述第一辅助半导体开关在第一时间导通，此时所述主半导体开关对中的第一个主半导体开关关断且所述主半导体开关对中的第二个主半导体开关导通，从而增加所述谐振电感器的电流；以及
所述主半导体开关对中的所述第二个主半导体开关在大于所述第一时间的第二时间处在所述零电压条件下关断，从而提供所述谐振槽电路的谐振操作。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述输出功率是交流功率。
16.根据权利要求14所述的方法，所述方法另外包括：通过在所述DC电源与所述飞跨电容器之间断开所述飞跨电容器电路的辅助半导体开关装置，来对所述谐振电感器进行充电。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述基本上零电压条件是幅值为0的电压、或者幅值为所述DC电源的电压的小的百分比的电压。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述基本上零电压条件是幅值小于所述DC电源的电压的20％的电压。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107306083B (zh) * 2016-04-22 2019-09-20 台达电子企业管理（上海）有限公司 飞跨电容的电压平衡控制装置与电压平衡控制方法
EP3379678B1 (en) * 2017-03-23 2022-11-02 Solaredge Technologies Ltd. Balancer circuit
US10075080B1 (en) 2017-07-18 2018-09-11 Texas Instruments Incorporated Three-level converter using an auxiliary switched capacitor circuit
CN109391166B (zh) * 2017-08-11 2020-07-28 华为数字技术（苏州）有限公司 一种变换电路、控制方法和供电设备
EP3676946B1 (en) * 2017-09-25 2021-12-29 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Hybrid multilevel inverters
US10224803B1 (en) * 2017-12-20 2019-03-05 Infineon Technologies Austria Ag Switched capacitor converter with compensation inductor
JP6973286B2 (ja) * 2018-05-15 2021-11-24 オムロン株式会社 インバータ装置
US11201493B2 (en) * 2018-12-31 2021-12-14 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Circuit for battery charging and system supply, combining capacitive and inductive charging
US11121543B2 (en) 2018-12-31 2021-09-14 Abb Schweiz Ag Fault mitigation in medium voltage distribution networks
US10971934B2 (en) 2018-12-31 2021-04-06 Abb Schweiz Ag Distribution networks with flexible direct current interconnection system
US10819112B1 (en) 2019-03-27 2020-10-27 Abb Schweiz Ag Feeder line fault response using direct current interconnection system
US11031773B2 (en) 2019-03-27 2021-06-08 Abb Power Grids Switzerland Ag Transformer isolation response using direct current link
CN111884510B (zh) * 2019-09-29 2022-02-11 株洲中车时代电气股份有限公司 增益频率调制方法及相关装置
EP3846329A1 (en) * 2019-12-31 2021-07-07 Solaredge Technologies Ltd. Dc balancer circuit with zvs
JP7306316B2 (ja) * 2020-04-28 2023-07-11 Tdk株式会社 スイッチング電源装置および電力供給システム
US11469684B2 (en) * 2020-06-11 2022-10-11 Abb Schweiz Ag Active damping of soft switching resonant converters
US11515789B2 (en) * 2021-01-30 2022-11-29 Ernest Henry Wittenbreder, Jr. Zero voltage switching flying capacitor power converters
CN114244105B (zh) * 2022-02-24 2022-04-26 伏达半导体(合肥)有限公司 功率转换结构、方法包括其的电子设备及芯片单元

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5717584A (en) * 1995-12-08 1998-02-10 General Motors Corporation Quasi-resonant pole inverter
EP0977348A2 (en) * 1998-07-30 2000-02-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Power amplifier with soft switching and multilevel switching cells
CN1725617A (zh) * 2005-07-21 2006-01-25 南京航空航天大学 零电压开关复合式交错并联双管正激三电平直流变换器
CN204013248U (zh) * 2014-07-16 2014-12-10 中国矿业大学 一种基于llc谐振变换器的电力电子变压器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5432695A (en) 1993-09-17 1995-07-11 The Center For Innovative Technology Zero-voltage-switched, three-phase PWM rectifier inverter circuit
US5574636A (en) 1994-09-09 1996-11-12 Center For Innovative Technology Zero-voltage-transition (ZVT) 3-phase PWM voltage link converters
SE521290C2 (sv) * 1997-03-24 2003-10-21 Abb Ab Anläggning för överföring av elektrisk effekt mellan ett växelspänningsnät och en likspänningssida
US6058031A (en) * 1997-10-23 2000-05-02 General Electric Company Five level high power motor drive converter and control system
SE518070C2 (sv) 2000-12-20 2002-08-20 Abb Ab VSC-strömriktare
US7126833B2 (en) * 2004-11-24 2006-10-24 Ut-Battelle, Llc Auxiliary quasi-resonant dc tank electrical power converter
WO2009027758A1 (en) 2007-09-01 2009-03-05 Brusa Elektronik Ag Zero-voltage switching power converter
US8144491B2 (en) * 2008-12-31 2012-03-27 Drs Power & Control Technologies, Inc. Cascaded flying capacitor modular high voltage inverters
US20120218795A1 (en) * 2011-02-28 2012-08-30 Siemens Corporation Pulse width modulated control for hybrid inverters
EP2590312A1 (en) * 2011-11-04 2013-05-08 Alstom Technology Ltd Voltage source converter (VSC) with neutral-point-clamped (NPC) topology and method for operating such voltage source converter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5717584A (en) * 1995-12-08 1998-02-10 General Motors Corporation Quasi-resonant pole inverter
EP0977348A2 (en) * 1998-07-30 2000-02-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Power amplifier with soft switching and multilevel switching cells
CN1725617A (zh) * 2005-07-21 2006-01-25 南京航空航天大学 零电压开关复合式交错并联双管正激三电平直流变换器
CN204013248U (zh) * 2014-07-16 2014-12-10 中国矿业大学 一种基于llc谐振变换器的电力电子变压器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Basic Auxiliary Resonant Pole (ARP) applied to three-level nested cells switching leg;F.R. Dijkhuizen.etc;《2004 35th Annul IEEE Power Elecrronics Specialisrs Confermce》;20040620;4434-4440 *
Zero-Voltage-Switching PWM Hybrid Full-Bridge Three-Level Converter;Xinbo Ruan.etc;《IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS》;20050331;第20卷(第20期);395-404 *

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