NL2022622B1 - Electric power converter with inductively coupled parallel power stacks - Google Patents

Electric power converter with inductively coupled parallel power stacks Download PDF

Info

Publication number
NL2022622B1
NL2022622B1 NL2022622A NL2022622A NL2022622B1 NL 2022622 B1 NL2022622 B1 NL 2022622B1 NL 2022622 A NL2022622 A NL 2022622A NL 2022622 A NL2022622 A NL 2022622A NL 2022622 B1 NL2022622 B1 NL 2022622B1
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
stack
bridges
electric current
current converter
full
Prior art date
Application number
NL2022622A
Other languages
English (en)
Inventor
Johan Van Straalen Joost
Terlouw Jozua
Johan Hubert Slaats Noud
Original Assignee
Prodrive Tech Bv
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 Prodrive Tech Bv filed Critical Prodrive Tech Bv
Priority to NL2022622A priority Critical patent/NL2022622B1/en
Priority to CN202080015655.XA priority patent/CN113678013A/zh
Priority to PCT/EP2020/054616 priority patent/WO2020169797A1/en
Priority to EP20705093.1A priority patent/EP3928110A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL2022622B1 publication Critical patent/NL2022622B1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/217—Class D power amplifiers; Switching amplifiers
    • H03F3/2178—Class D power amplifiers; Switching amplifiers using more than one switch or switching amplifier in parallel or in series
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/385—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using gradient magnetic field coils
    • G01R33/3852—Gradient amplifiers; means for controlling the application of a gradient magnetic field to the sample, e.g. a gradient signal synthesizer
    • 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
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/49—Combination of the output voltage waveforms of a plurality of converters
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/0077—Plural converter units whose outputs are connected in series

Claims (20)

  1. -12- Conclusies L. Elektrische-stroomomvormer (10), omvattende: een eerste stapel (131) die meerdere regelbare vermogenschakelaars (S1-S4) omvat die in ten minste één eerste volledige H-brug en/of meerdere eerste halve H- bruggen (15) opgesteld zijn, waarbij de ten minste ene eerste volledige en/of de meerdere halve H-bruggen in serie verbonden zijn, met het kenmerk dat de elektrische-stroomomvormer een tweede stapel (132) omvat die meerdere regelbare vermogenschakelaars (S1-S4) omvat die in ten minste één tweede volledige H-brug en/of meerdere tweede halve H-bruggen (15) aangebracht zijn, waarbij de ten minste ene tweede volledige en/of de meerdere halve H-bruggen in serie verbonden zijn, en dat de eerste stapel (131) en de tweede stapel (132) parallel verbonden zijn via een inductief onderdeel (14).
  2. 2. Elektrische-stroomomvormer volgens conclusie 1, waarbij het inductief onderdeel tussen de eerste stapel (131) en de tweede stapel (132) gekoppeld is, hetgeen toelaat om een gemeenschappelijke-modusstroom (ips) vanaf de eerste stapel (131) en de tweede stapel (132) uit te voeren, en een verschilmodusstroom (igirr) tussen de eerste stapel en de tweede stapel te circuleren.
  3. 3. Elektrische-stroomomvormer volgens conclusie 1 of 2, waarbij het inductief onderdeel een paar inductoren (141, 142) omvat, waarbij elke inductor van het paar inductoren in serie verbonden 1s met de respectievelijke eerste en tweede stapel, en waarbij een gemeenschappelijke-modusstroom (ip) uitgevoerd vanaf de eerste stapel (131) en de tweede stapel (132) uit een tussenpunt tussen het paar inductoren getrokken wordt.
  4. 4. Elektrische-stroomomvormer volgens conclusie 3, die een derde inductor (140) omvat die parallel verbonden is met het paar inductoren (141, 142).
  5. 5. Elektrische-stroomomvormer volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij het inductief onderdeel (14) een eerste koppelingsinductor omvat die
    -13 - met de eerste stapel (131) en de tweede stapel (132) verbonden 1s.
  6. 6. Elektrische-stroomomvormer volgens eender welke van de voorgaande conclusies, die een regelaar (17) omvat die werkzaam verbonden is met de meerdere regelbare vermogenschakelaars (S1-S4) van de eerste stapel en van de tweede stapel, waarbij de regelaar ingesteld is om de eerste volledige en/of halve H-bruggen (15) en de tweede volledige en/of halve H-bruggen op een verscherfde wijze te bedienen.
  7. 7. Elektrische-stroomomvormer volgens conclusie 6, waarbij de regelaar (17) ingesteld is om de meerdere regelbare vermogenschakelaars (S1-S4) van de eerste stapel en van de tweede stapel te bedienen via een pulsbreedtemodulatieschema dat een modulatieparameter (decom) definieert die een gemeenschappelijke- modusspanningsniveau (ve) van de eerste stapel en van de tweede stapel instelt.
  8. 8. Elektrische-stroomomvormer volgens conclusie 7, waarbij het pulsbreedtemodulatieschema een offset (domser) implementeert die de modulatieparameter (dcom) in pulsbreedtemodulatieregelsignalen van de eerste en tweede volledige en/of halve H-bruggen (15) selectief aanpast, wat het regelen van een verschilmodusstroom die tussen de eerste stapel (131) en de tweede stapel (132) stroomt, mogelijk maakt.
  9. 9. Elektrische-stroomomvormer volgens conclusie 8, waarbij het pulsbreedtemodulatieschema ingesteld is om de modulatieparameter (dcom) selectief aan te passen middels het afwisselen van optelling en aftrekking van de offset (dost) tussen de eerste en tweede volledige en/of halve H-bruggen (Van, Vm) die op overeenkomstige locaties in de eerste stapel (131) en in de tweede stapel (132) ingericht zijn.
  10. 10. Elektrische-stroomomvormer volgens conclusie 8 of 9, waarbij het pulsbreedtemodulatieschema ingesteld is om de modulatieparameter (dcom) selectief aan te passen middels het afwisselen van optelling en aftrekking van de afwijking (doser) tijdens respectievelijk een oploop en een afloop van het pulsbreedtemodulatieregelsignaal van de respectievelijke eerste of tweede H-brug.
    -14 -
  11. 11. Elektrische-stroomomvormer volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij het inductief onderdeel een tweede koppelingsinductor (24) omvat die tussen de eerste stapel (131) en de tweede stapel (132) bij tegenovergestelde aansluitklemmen (133) verbonden is in vergelijking met de eerste koppelingsinductor (14).
  12. 12. Elektrische-stroomomvormer volgens eender welke van de voorgaande conclusies, die een bovenste tussenaansluitklem (111) en een onderste tussenaansluitklem (110) omvat, waarbij het inductief onderdeel verbonden is met de bovenste tussenaansluitklem (111), en optioneel met de onderste tussenaansluitklem (110), en waarbij de elektrische-stroomomvormer een uitvoerfilter (12) omvat dat met de bovenste en onderste tussenaansluitklemmen gekoppeld is.
  13. 13. Elektrische-stroomomvormer volgens eender welke van de voorgaande conclusies, waarbij elke van de eerste en tweede volledige en/of halve H-bruggen (15) verbonden is met een spanningsbron (16).
  14. 14. Elektrische-stroomomvormer volgens conclusie 13, waarbij de spanningsbron (16) een isolerende DC/DC-omvormer is.
  15. 15. Gradiéntversterker voor een magnetische-resonantie-afbeeldingsapparaat die de elektrische-stroomomvormer volgens eender welke van de voorgaande conclusies omvat.
  16. 16. Magnetische-resonantie-afbeeldingsapparaat dat een gradiëntspoel en een elektrische-stroomomvormer volgens eender welke van de voorgaande conclusies omvat, waarbij de elektrische-stroomomvormer werkzaam verbonden is met de gradiëntspoel.
  17. 17. Werkwijze voor het bedienen van een elektrische-stroomomvormer (10), omvattende: het inrichten van meerdere regelbare vermogenschakelaars (S1-S4) in meerdere volledige en/of halve H-bruggen (15) die in twee parallelle stapels (131, 132) in serie
    -15 - cascadeopstelling geschakeld zijn, waarbij elke stapel ten minste één volledige H-brug en/of meerdere halve H-bruggen omvat, waarbij de parallelle stapels verbonden zijn via een inductief onderdeel (14, 24), en het bedienen van de meerdere regelbare vermogenschakelaars (S1-S4) om een gemeenschappelijke-modusstroom (inu) uitgevoerd vanaf de twee parallelle stapels (131, 132) en een verschilmodusstroom (iaif) die tussen de twee parallelle stapels circuleert te verschaffen.
  18. 18. Werkwijze volgens conclusie 17, waarbij de regelbare vermogenschakelaars (S1-S4) van de meerdere volledige en/of halve H-bruggen bediend worden via pulsbreedtemodulatie wat het verkrijgen van verscherfde werking van de meerdere volledige en/of halve H-bruggen (15) tussen de twee parallelle stapels (131, 132) mogelijk maakt.
  19. 19. Werkwijze volgens conclusie 17 of 18, waarbij de regelbare vermogenschakelaars (S1-S4) bediend worden via een regelschema dat een modulatieparameter (decom) definieert die een gemeenschappelijke- modusspanningsniveau (vs) van de twee parallelle stapels (131, 132) instelt, waarbij het regelschema een offset (dure) implementeert die de modulatieparameter (decom), die op de meerdere volledige en/of halve H-bruggen toegepast wordt, selectief aanpast, hetgeen het regelen van een verschilmodusstroom (iaifr) die tussen de twee parallelle stapels (131, 132) stroomt, mogelijk maakt.
  20. 20. Werkwijze volgens conclusie 19, waarbij de modulatieparameter (decom) selectief aangepast wordt middels het afwisselen van optelling en aftrekking van de offset (dofrser) tussen H-bruggen (Vai, Vrai) van de meerdere volledige en/of halve H-bruggen die op overeenkomstige locaties in de twee parallelle stapels (131, 132) opgesteld zijn.
NL2022622A 2019-02-22 2019-02-22 Electric power converter with inductively coupled parallel power stacks NL2022622B1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2022622A NL2022622B1 (en) 2019-02-22 2019-02-22 Electric power converter with inductively coupled parallel power stacks
CN202080015655.XA CN113678013A (zh) 2019-02-22 2020-02-21 具有电感耦合的并联功率堆栈的电力转换器
PCT/EP2020/054616 WO2020169797A1 (en) 2019-02-22 2020-02-21 Electric power converter with inductively coupled parallel power stacks
EP20705093.1A EP3928110A1 (en) 2019-02-22 2020-02-21 Electric power converter with inductively coupled parallel power stacks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2022622A NL2022622B1 (en) 2019-02-22 2019-02-22 Electric power converter with inductively coupled parallel power stacks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2022622B1 true NL2022622B1 (en) 2020-08-31

Family

ID=66166511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2022622A NL2022622B1 (en) 2019-02-22 2019-02-22 Electric power converter with inductively coupled parallel power stacks

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3928110A1 (nl)
CN (1) CN113678013A (nl)
NL (1) NL2022622B1 (nl)
WO (1) WO2020169797A1 (nl)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170045596A1 (en) 2015-08-13 2017-02-16 Prodrive Technologies B.V. Electric power converter and mri system comprising such converter
CN108173417A (zh) * 2018-01-11 2018-06-15 台达电子企业管理（上海）有限公司 梯度电源驱动级电路、梯度电源系统及其控制方法
US20180231623A1 (en) * 2014-09-29 2018-08-16 Koninklijke Philips N.V. Multi-level inverter and method for providing multi-level output voltage by utilizing the multi-level inverter

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11243689A (ja) * 1998-02-23 1999-09-07 Toshiba Corp Ｐｗｍ制御回路
US6965219B2 (en) * 2002-06-28 2005-11-15 Microsemi Corporation Method and apparatus for auto-interleaving synchronization in a multiphase switching power converter
US8385092B1 (en) * 2007-08-14 2013-02-26 Fairchild Semiconductor Corporation Power converter with current vector controlled dead time
DE102011003526B4 (de) * 2011-02-02 2013-02-28 Siemens Aktiengesellschaft Stromrichtersystem
JP6272036B2 (ja) * 2013-02-13 2018-01-31 株式会社Ｓｏｋｅｎ 電力変換装置
FR3040839B1 (fr) * 2015-09-04 2019-10-25 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Convertisseur electronique et systeme d'eclairage comprenant un tel convertisseur
CN106374530B (zh) * 2016-09-28 2018-08-14 南京埃斯顿自动控制技术有限公司 一种并联运行变流器的环流抑制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180231623A1 (en) * 2014-09-29 2018-08-16 Koninklijke Philips N.V. Multi-level inverter and method for providing multi-level output voltage by utilizing the multi-level inverter
US20170045596A1 (en) 2015-08-13 2017-02-16 Prodrive Technologies B.V. Electric power converter and mri system comprising such converter
CN108173417A (zh) * 2018-01-11 2018-06-15 台达电子企业管理（上海）有限公司 梯度电源驱动级电路、梯度电源系统及其控制方法
US20190212403A1 (en) * 2018-01-11 2019-07-11 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd Gradient amplifier driver stage circuit, gradient amplifier system and control method thereof

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BEDE LORAND ET AL: "Optimal interleaving angle determination in multi paralleled converters considering the DC current ripple and grid Current THD", 2015 9TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON POWER ELECTRONICS AND ECCE ASIA (ICPE-ECCE ASIA), KOREAN INSTITUTE OF POWER ELECTRONICS, 1 June 2015 (2015-06-01), pages 1195 - 1202, XP033184321, DOI: 10.1109/ICPE.2015.7167932 *
CHEN LIXI ET AL: "High power PWM amplifier with coupling inductor based parallel structure for magnetic resonance imaging", 2017 IEEE APPLIED POWER ELECTRONICS CONFERENCE AND EXPOSITION (APEC), IEEE, 26 March 2017 (2017-03-26), pages 2853 - 2858, XP033098666, DOI: 10.1109/APEC.2017.7931102 *
ROBINSON F V P ED - INSTITUTION ELECTRICAL ENGINEERS: "The interleaved operation of power amplifiers", 7TH. INTERNATIONAL CONFERENCE ON POWER ELECTRONICS AND VARIABLE SPEED DRIVES. PEVD'98. LONDON, SEPT. 21 -23, 1998; [IEE CONFERENCE PUBLICATION NO. 456], LONDON : IEE, UK, 21 September 1998 (1998-09-21), pages 606 - 611, XP006504990, ISBN: 978-0-85296-704-1, DOI: 10.1049/CP:19980594 *
SHUKLA KAPIL ET AL: "A Novel Carrier-Based Hybrid PWM Technique for Minimization of Line Current Ripple in Two Parallel Interleaved Two-Level VSIs", IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, USA, vol. 65, no. 3, 1 March 2018 (2018-03-01), pages 1908 - 1918, XP011674641, ISSN: 0278-0046, [retrieved on 20171214], DOI: 10.1109/TIE.2017.2745438 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113678013A (zh) 2021-11-19
WO2020169797A1 (en) 2020-08-27
EP3928110A1 (en) 2021-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0987818B1 (en) Switching amplifier for generating continuous arbitrary waveforms for magnetic resonance imaging coils
JP6271099B1 (ja) 直流電圧変換回路
KR102603514B1 (ko) 전력 컨버터 및 전력 컨버터를 포함하는 ｍｒｉ시스템
EP3234623B1 (en) A power device and method for driving a load
US8188723B2 (en) Switching converter and method to control a switching converter
TWI420276B (zh) 等化可變相位穩壓器的小信號響應之系統與方法
EP1830458A2 (en) Method and apparatus for power conversion and regulation
CA2728337A1 (en) Method and apparatus for power converter for class d audio power amplifiers
US5070292A (en) Pulse-width modulated circuit for driving a load
CN115833633A (zh) 多电平逆变器以及利用其提供多电平输出电压的方法
KR20110095380A (ko) 컨버터 디바이스 및 컨버터 디바이스를 제어하기 위한 방법
US10135401B2 (en) Switching amplifier with zero voltage switching and balanced thermal control algorithm
Wattenberg et al. Impact of DC-bias on dual active bridge control and how to avoid it
NL2022622B1 (en) Electric power converter with inductively coupled parallel power stacks
KR20150017639A (ko) 전원 장치
JPH11155832A (ja) 電力増幅器および核スピントモグラフ
CN115347792A (zh) 包括注入级的开关功率转换器和相关联的方法
DE102020122458B3 (de) Vorrichtung und Verfahren für den Betrieb eines Drei- oder Mehrpunktumrichters
KR20150022161A (ko) 전원 장치
JP3591982B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置用電源装置
US11742767B2 (en) Flux-corrected switching power converters
WO2018042896A1 (ja) 電力変換装置
US10886852B2 (en) Electrical power converter having a dual buck power stage and main switching stage and method for controlling such an electrical power converter
US10651741B2 (en) Serial input power converter
WO2023286190A1 (ja) 電力変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
PD Change of ownership

Owner name: PRODRIVE TECHNOLOGIES INNOVATION SERVICES B.V.; NL

Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), ASSIGNMENT; FORMER OWNER NAME: PRODRIVE TECHNOLOGIES B.V.

Effective date: 20220520