专利名称：用于转换功率的方法和系统的制作方法
技术领域：
本申请大体上涉及电力系统，并且更具体地涉及用于在转换功率中使用的方法和系统。
背景技术：
在一些已知的太阳能电力系统中，多个光伏面板(也称为太阳能板)在逻辑或物理上组合在一起来形成太阳能板的阵列。该太阳能板阵列将太阳能转换成电能并且将该能量传输到电网或另一个目的地。太阳能板一般输出直流(DC)电功率。为了将这样的太阳能板适当地耦合到电网，从这些太阳能板接收的电功率必须转换成交流电(AC)。至少一些已知的电力系统使用功率转换器系统来将DC功率转换成AC功率。另外，至少一些已知的太阳功率转换器系统还包括逆变器。该转换器调节从太阳能板接收的功率的量。该逆变器将从太阳能板接收的DC功率转换成要供应给电网的AC功率。该转换器和逆变器可由控制系统控制来最大化从太阳能板接收的功率并且将该接收的DC功率转换成遵守公用事业电网要求的AC功率。然而，已知的功率转换器系统可能是效率低的，并且可导致供应给电网的能量的损耗。例如，已知的转换器可以高频开关来最大化从太阳能板输出的功率。这样的高频开关速率可引起转换器的一个或多个开关器件内不可取的损耗功率量。
发明内容
在一个方面中，提供功率转换系统，其包括稱合于电源的第一转换器和第二转换器。该第一转换器和第二转换器各自包括输入侧和与该输入侧电隔离的输出侧。该第二转换器输入侧与该第一转换器输入侧并联耦合，并且该第二转换器输出侧与该第一转换器输出侧串联I禹合。该功率转换系统还包括I禹合于该第一转换器输出侧和第二转换器输出侧以将交流电供应给配电网络的逆变器。在另一个方面中，提供用于调节功率的方法，其包括由第一转换器和与该第一转换器并联耦合的第二转换器从电源接收直流(DC)电压和电流。该第一转换器内的电压和电流中的至少一个使用第一开关器件调节，并且该第二转换器内的电压和电流中的至少一个使用第二开关器件调节。交流(AC)电压和电流通过第一转换器的输出和第二转换器的输出供应给逆变器，并且第一转换器的该输出与第二转换器的该输出串联I禹合。该AC电压和电流由该逆变器调节，并且将所调节的AC电压和电流供应给配电网络。在另一个方面中，提供功率转换系统，其包括稱合于太阳能电源的第一转换器和第二转换器。该第一转换器包括输入侧、输出侧和第一开关器件，并且该第二转换器包括输入侧、输出侧和第二开关器件。该第二转换器输入侧与该第一转换器输入侧并联稱合，并且该第二转换器输出侧与该第一转换器输出侧串联耦合。该功率转换系统还包括耦合于该第一转换器输出侧和第二转换器输出侧的逆变器，并且该逆变器将交流电供应给配电网络。该功率转换系统还包括耦合于该第一转换器、第二转换器和逆变器的控制系统。该控制系统配置成控制该第一开关器件和第二开关器件。
图1是示范性功率转换系统的示意框图。图2是另一个示范性功率转换系统的示意框图。图3是另一个示范性功率转换系统的示意框图。图4是再一个功率转换系统的示意框图。图5是可与在图1-4中示出的功率转换系统一起使用的、用于调节功率的示范性方法的流程图。
具体实施例方式本文中描述用于转换功率的方法和系统的示范性实施例。这些实施例便于将从电源(例如，包括光伏面板的阵列的太阳能电源等)接收的直流(DC)功率转换成要供应给配电网络的交流(AC)功率。功率转换系统使用第一转换器和第二转换器内的多个开关器件来调节该电源的功率输出，并且在该第一转换器和第二转换器内的电压和/或电流的过零点开关这些器件，以减少这些开关器件的操作期间的开关损耗。这些开关器件还采用交错模式操作来减少输入电流波纹。第一转换器和第二转换器的输入并联耦合在一起，并且第一转换器和第二转换器的输出串联耦合在一起以增加转换器组合的输出电压。逆变器包括采用H桥配置设置的多个逆变器开关器件。这些逆变器开关器件在配电网络的电压的过零点开关，以减少逆变器内的开关损耗。图1是示范性功率转换系统100的示意框图。电源102耦合于功率转换系统100，以供应电流给系统100。在示范性实施例中，电源102是光伏或“太阳能”阵列，其包括至少一个光伏面板。备选地或另外地，电源102包括至少一个燃料电池、直流(DC)发电机、和/或使功率转换系统100能够如本文中描述的起作用的任何其他电电源。在示范性实施例中，功率转换系统100包括第一转换器104和第二转换器106。备选地，功率转换系统100可包括使系统100能够如本文中描述的起作用的、任何数目的转换器。输入电容器108与电源102并联稱合来分别供应输入电压给第一转换器和第二转换器104和106。更具体地，输入电容器108耦合在电源102的第一节点110和第二节点112之间使得电流通过第一节点110从电源102传输，并且电流通过第二节点112回到电源102。第一转换器104的输入侧114与第二转换器106的输入侧116并联耦合。另外，第一转换器104的输出侧118与第二转换器106的输出侧120串联耦合。功率转换系统100还包括逆变器122、滤波器124和控制系统126，其控制逆变器122、第一转换器104和第二转换器106的操作。输出侧118和120耦合于逆变器122，并且逆变器122耦合于滤波器124。另外，第一转换器104和第二转换器106是隔离的转换器，使得输入侧114和116与输出侧118和120电隔离。在示范性实施例中，滤波器124耦合于配电网络128 (例如公用事业公司的电网)。在操作期间，电源102产生大致上的直流电(DC)，并且DC电压跨过输入电容器108产生。该DC电压和电流供应给第一转换器104和第二转换器106。在示范性实施例中，控制系统126控制第一转换器104和第二转换器106，以将该DC电压和电流转换成大致上整流的交流(AC)电压和电流。该AC电压和电流传输给逆变器122，并且控制系统126控制逆变器122来调节频率、相位、振幅和/或该AC电压和电流的任何其他特性以匹配配电网络128特性。该调节的AC电压和电流传输给滤波器124用于从该AC电压和电流去除一个或多个不期望的特性，例如不期望的频率分量和/或不期望的电压波纹。该滤波的AC电压和电流然后供应给配电网络128。图2是示范性功率转换系统200的示意图。除非另外规定，功率转换系统200与功率转换系统100(在图1中示出)相似，并且相似的组件用在图1中使用的相同标号标记。在示范性实施例中，功率转换系统200包括耦合于电源102和逆变器122的第一转换器104和第二转换器106。更具体地，在示范性实施例中，第一转换器104和第二转换器106是回扫转换器。备选地，第一转换器104和第二转换器106可是正向转换器、推挽转换器和/或使功率转换系统200能够如本文中描述的起作用的、任何其他隔离的转换器。
第一转换器104包括第一变压器202 (其包括一次绕组204和二次绕组206)以及耦合于第一变压器202的第一转换器开关器件208。在示范性实施例中，一次绕组204的第一端子210稱合于第一节点110,并且一次绕组204的第二端子212稱合于第一转换器开关器件208。在示范性实施例中，第一变压器一次绕组204的匝数或导体线圈数目小于第一变压器二次绕组206的匝数或导体线圈数目，使得第一变压器202是“升压(st印up)”变压器。备选地，第一变压器202可以是使系统200能够如本文中描述的起作用的任何其他类型的变压器。在示范性实施例中，第一转换器开关器件208包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET) 214。第一转换器开关器件208的源极端子(或源极)216耦合于第二节点112，并且第一转换器开关器件208的漏极端子(或漏极)218耦合于第一变压器一次绕组204的第二端子212。第一转换器开关器件208的栅极端子(或栅极)220耦合于用于控制第一转换器开关器件208的开关操作的控制系统126。如本文使用的，术语“开关”或“开关操作”指基于由器件接收的控制信号在“导通”状态(即，导电状态)和“截止”状态(即，不导电状态)之间选择性地转变器件。第一转换器开关器件208包括跨过源极216和漏极218耦合的二极管222。备选地，第一转换器开关器件208可包括氮化镓场效应晶体管(GaNFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)和/或使系统200能够如本文中描述的起作用任何其他器件。第一转换器开关器件208和第一变压器一次绕组204安置或包括在第一转换器104的输入侧114内。第一转换器104的输出侧118包括第一变压器二次绕组206和第一二极管224。在示范性实施例中，输出侧118还包括第一转换器输出电容器226。在示范性实施例中，第一变压器二次绕组206的第一端子228耦合于转换器中心节点230，并且通过转换器中心节点230耦合于第一转换器输出电容器226。另外，第一变压器二次绕组206通过转换器中心节点230耦合于第二转换器106的输出侧120。第一变压器二次绕组206的第二端子232耦合于第一二极管224，并且第一二极管224耦合于第一转换器输出节点234。另外,第一二极管224通过第一转换器输出节点234 f禹合于第一转换器输出电容器226。第一转换器104的输出通过第一转换器输出节点234 I禹合于逆变器122。第二转换器106与第一转换器104大致上相似。因此，第二转换器106包括第二变压器236 (其包括一次绕组238和二次绕组240)以及耦合于第二变压器236的第二转换器开关器件242。在示范性实施例中，第二变压器一次绕组238的第一端子244耦合于第一节点110，并且第二变压器一次绕组238的第二端子246耦合于第二转换器开关器件242。在示范性实施例中，第二变压器一次绕组238的匝数或导体线圈数目小于第二变压器二次绕组240的匝数或导体线圈数目，使得第二变压器236是“升压”变压器。备选地，第二变压器236可是使系统200能够如本文中描述的起作用的任何其他类型的变压器。在示范性实施例中，第二转换器开关器件242包括MOSFET 214。第二转换器开关器件242的源极端子(或源极)248耦合于第二节点112，并且第二转换器开关器件242的漏极端子(或漏极)250耦合于第二变压器一次绕组238的第二端子246。第二转换器开关器件242的栅极端子(或栅极)252耦合于用于控制第二转换器开关器件242的开关操作的控制系统126。在示范性实施例中，控制系统126采用交错模式或方式开关第一转换器开关器件208和第二转换器开关器件242，使得当第二转换器开关器件242处于“截止”状态时第一转换器开关器件208处于“导通”状态，并且反之亦然。另外，第二转换器开关器件242包括跨过源极248和漏极250耦合的二极管222。备选地，第二转换器开关器件242可包括GaNFET、IGBT和/或使系统200能够如本文中描述的起作用的任何其他器件。第二转换器开关器件242与第一转换器开关器件208并联耦合。更具体地，第二转换器开关器件242与第二变压器一次绕组238串联耦合，并且第一转换器开关器件208与第一变压器一次绕组204串联耦合。第二转换器开关器件242和第二变压器一次绕组238与第一转换器开关器件208和第一变压器一次绕组204并联耦合。第二转换器开关器件242和第二变压器一次绕组238安置或包括在第二转换器106的输入侧116内。第二转换器106的输出侧120包括第二变压器二次绕组240和第二二极管254。在示范性实施例中，输出侧120还包括第二转换器输出电容器256。在示范性实施例中，第二变压器二次绕组240的第一端子258耦合于第二转换器输出节点260，并且通过第二转换器输出节点260耦合于第二转换器输出电容器256。另外，第二转换器106的输出通过第二转换器输出节点260耦合于逆变器122。第二变压器二次绕组240的第二端子262耦合于第二二极管254，并且第二二极管254耦合于转换器中心节点230。另外，第二二极管254通过转换器中心节点230耦合于第二转换器输出电容器256和第一转换器输出侧118。因此，第二变压器二次绕组240与第一转换器二次绕组206串联耦合。在示范性实施例中，逆变器122是配置为H桥的全桥逆变器122。逆变器122耦合于第一转换器输出侧118和第二转换器输出侧120，并且将交流电供应给配电网络128。逆变器122包括四个耦合在一起的逆变器开关器件264，例如第一逆变器开关器件266、第二逆变器开关器件268、第三逆变器开关器件270和第四逆变器开关器件272。在示范性实施例中，每个逆变器开关器件264与第一转换器开关器件208和第二转换器开关器件242大致上相似。因此，每个逆变器开关器件264包括MOSFET 214和二极管222。备选地，每个逆变器开关器件264可包括GaNFET、IGBT和/或任何其他器件使系统200能够如本文中描述的起作用的任何其他器件。第一逆变器开关器件266的栅极274、第二逆变器开关器件268的栅极276、第三逆变器开关器件270的栅极278和第四逆变器开关器件272的栅极280耦合于分别用于控制第一、第二、第三和第四逆变器开关器件266、268、270和272的开关操作的控制系统126。另外，第一逆变器开关器件266关于第二逆变器开关器件268采用交错模式开关，并且第三逆变器开关器件270关于第四逆变器开关器件272采用交错模式开关。在示范性实施例中，第一逆变器开关器件266的漏极282耦合于第三逆变器开关器件270的漏极284。第一逆变器开关器件266的源极286耦合于第二逆变器开关器件268的漏极288，并且第三逆变器开关器件270的源极290耦合于第四逆变器开关器件272的漏极292。第二逆变器开关器件268的源极294耦合于第四逆变器开关器件272的源极296。逆变器122的输出耦合于滤波器124。滤波器124包括滤波器电容器298和滤波器电感器300，其平滑或减少从逆变器122接收的输出电压和/或电流内的波纹电压和/或电流。在示范性实施例中，滤波器电容器298与配电网络128并联耦合，并且耦合在第一和第二逆变器开关器件266和268的输出节点302与第三和第四逆变器开关器件270和272的输出节点304之间。另外，滤波器电感器300与配电网络128串联耦合并且耦合于第三和第四逆变器开关器件270和272的输出节点304。滤波器电感器300还I禹合于滤波器电容器298。滤波器124的输出I禹合于 配电网络128来将滤波的、大致上正弦的AC电压和电流提供给系统200。在操作期间，电源102供应大致上的DC电压和电流给功率转换系统200。该DC电压和电流由第一转换器104和第二转换器106接收。控制系统126使用大致上正弦的控制信号来调制或控制第一转换器开关器件208和第二转换器开关器件242的占空比。在示范性实施例中，分别由第一转换器开关器件208和第二转换器开关器件242的栅极220和252接收的控制信号关于彼此交错或相移大约180度。如果功率转换系统200包括两个或更多转换器，每个转换器开关器件将关于邻近转换器开关器件交错或相移等于大约360/n的度数，其中η等于功率转换系统200中的转换器数目。当第一转换器开关器件208开关到导电(“导通”)状态时，电流传输到第一变压器202，并且能量存储在其中。当第一转换器开关器件208开关到不导电(“截止”)状态时，存储在第一变压器202中的能量传输到第一转换器输出侧118，即到转换器中心节点230并且到第一转换器输出节点234。第二转换器开关器件242采用与第一转换器开关器件208相似的方式操作，其中第二变压器236的能量传输到第二转换器输出节点260和转换器中心节点230。第一转换器输出电容器226和第二转换器输出电容器256形成第一转换器104和第二转换器106内的DC总线306。第一转换器开关器件208和第二转换器开关器件242的开关操作受到控制，以产生跨过DC总线306 (即，跨过第一转换器输出电容器226和第二转换器输出电容器256)的全整流单向正弦电压和电流。电压和电流的整流可产生流过第一转换器输出电容器226和第二转换器输出电容器256的波纹电流。整流的电压和电流传输到逆变器122，其将整流的电压和电流转换成AC电压和电流，其大致上匹配配电网络128的频率和相位。更具体地，每个逆变器开关器件264的开关由控制系统126控制来以配电网络128的频率发生并且在配电网络128的电压的过零点发生。如本文使用的，术语“过零点”指当电压或电流从正值转变到负值时，和/或当电压或电流从负值转变到正值时的时刻。由开关器件开关操作而损耗的功率量基于开关器件在每个开关操作期间的电压和电流。因此，当配电网络电压是大约O伏特时引起逆变器开关器件264开关大致上消除从逆变器122内的开关操作损耗的功率。另外，控制系统126防止第一和第二逆变器开关器件266和268同时处于导通状态以及防止第三和第四逆变器开关器件270和272同时处于导通状态,从而防止跨过第一转换器104和第二转换器106的输出，即跨过DC总线306的短路。如本文描述的，第一转换器104和第二转换器106的输入(例如，输入侧114和输入侧116)并联耦合在一起，并且输出(例如，输出侧118和输出侧120)串联耦合在一起。在示范性实施例中，第一转换器开关器件208和第二转换器开关器件242使用正弦波控制信号采用交错模式开关，以将从电源102接收的DC功率转换成展现全整流正弦波电流和/或电压的AC功率。转换器104和106耦合于H桥逆变器122，其接收由转换器104和106产生的全整流正弦波电流和/或电压，并且将该正弦波转换成“电网质量”功率(即，大致上匹配配电网络128的电压和/或电流特性的功率)。此外，在示范性实施例中，第一转换器开关器件208、第二转换器开关器件242和/或逆变器开关器件264在配电网络128的电压的每个过零点开关。在第一转换器输出电容器226和第二转换器输出电容器256中的每个的峰值电压等于配电网络128的峰值电压的大约一半，因为第一转换器输出电容器226和第二转换器输出电容器256串联连接，并且两个电容器电压的和大致上等于配电网络128的电压。在与具有并联耦合在一起的转换器输出的现有技术系统相比时，利用采用输入并联输出串联配置来配置的功率转换系统200，减小的电压输出对于第一转换器104和第二转换器106是可能的，并且减小的变压器匝比(即，减小的、二次匝数或绕组数对一次匝数或绕组数的比率)对于第一变压器202和第二变压器236是可能的。跨过第一转换器104的每个开关器件(例如，第一转换器开关器件208和第二转换器开关器件242)的电压大约等于到该开关器件的输入电压(例如，来自电源102)加上来自耦合于该开关器件的变压器(例如，第一变压器202或第二变压器236)的反射电压。此外，对于给定额定电流，具有较低额定电压的MOSFET与具有较高额定电压的MOSFET相比将具有较低电阻。通过调节或减少第一变压器202和第二变压器236的变压器匝比，跨过第一转换器开关器件208和第二转换器开关器件242中的每个的峰值电压减小。因此，MOSFET或具有低“导通”电阻的其他开关可用于例如第一和/或第二转换器开关器件208和/或242等转换器开关器件。在操作的“硬开关”连续传导模式中，跨过第一转换器开关器件208和第二转换器开关器件242中的每个的减小的峰值电压(使用具有低“导通”电阻的开关其是可能的)减少由于每个转换器开关器件208和242的开关引起的损耗。此外，由于第一转换器104和第二转换器106的串联耦合输出的结果产生的减小电压减小第一变压器202和第二变压器236的需要的二次匝数。因为第一变压器202和第二变压器236的匝比减小，第一变压器202的一次绕组和二次绕组(例如，第一变压器一次绕组204和第一变压器二次绕组206)和第二变压器236的一次绕组和二次绕组(例如，第二变压器一次绕组238和第二变压器二次绕组240)可以紧密地耦合在一起，使得第一变压器202和第二变压器236的泄漏能量数量可以减少。图3是另一个示范性功率转换系统400的示意框图。除非另外规定，功率转换系统400与功率转换系统200 (在图2中示出)相似，并且相似的组件通过在图2中使用的相同标号标记。
在示范性实施例中，第一转换器402包括与第一转换器开关器件208并联耦合的第一谐振频率电路404。更具体地，在示范性实施例中，第一谐振频率电路404是零电压开关(ZVS)电路，其使第一转换器开关器件208和第一谐振频率电路404能够在零电压事件时开关。如本文使用的，术语“零电压事件”指其中开关或器件两端的电压近似是O伏(V)的时刻。另外，如本文使用的，术语“零电流事件”指其中流过开关或器件的电流近似是O安培(A)的时刻。因此，零电压开关器件是在零电压事件时在导电和不导电状态之间开关或转变的器件，并且零电流开关器件是在零电流事件时在导电和不导电状态之间开关或转变的器件。第一谐振频率电路404包括第一谐振开关器件406、第一谐振电容器408和第二谐振电容器410。在示范性实施例中，第一谐振开关器件406包括MOSFET 214和二极管222。备选地，第一谐振开关器件406可包括GaNFET、IGBT和/或使系统400能够如本文中描述的起作用的任何其他器件。第一谐振开关器件406的栅极412耦合于用于控制第一谐振开关器件406的开关操作的控制系统126。在示范性实施例中，第一谐振开关器件406的漏极414耦合于第一转换器开关器件208的源极216和第二谐振电容器410。第一谐振开关器件406的源极416耦合于第一谐振电容器408。另外,第一和第二谐振电容器408和410稱合于第一转换器开关器件208的漏极218和第一变压器一次绕组204。采用相似的方式，第二转换器418包括与第二转换器开关器件242并联耦合的第二谐振频率电路420。更具体地，在示范性实施例中，第二谐振频率电路420是ZVS，其使第二转换器开关器件242能够在配电网络128的零电压事件时开关。第二谐振频率电路420包括第二谐振开关器件422、第三谐振电容器424和第四谐振电容器426。在示范性实施例中，第二谐振开关器件422包括MOSFET 214和二极管222。备选地，第二谐振开关器件422可包括GaNFET、IGBT和/或任何其他器件使系统400能够如本文中描述的起作用的任何其他器件。第二谐振开关器件422的栅极428耦合于用于控制第二谐振开关器件422的开关操作的控制系统126。在示范性实施例中，第二谐振开关器件422的漏极430耦合于第二转换器开关器件242的源极248和第四谐振电容器426。第二谐振开关器件422的源极432耦合于第三谐振电容器424。另外，第三和第四谐振电容器424和426耦合于第二转换器开关器件242的漏极250和第二变压器一次绕组238。在操作期间，电流由电源102提供给功率转换系统400。由于第一转换器402的操作与第二转换器418的操作相似，为了清楚省略第二转换器418操作的描述。在示范性实施例中，第一转换器开关器件208和第一谐振开关器件406在相应开关器件的零电压事件和/或零电流事件时开关。当第一转换器开关器件208处于导通并且第一谐振开关器件406处于截止时，电流从电源102流到第一变压器一次绕组204，并且通过第一转换器开关器件208回到电源102。当第一转换器开关器件208关断时，例如在零电压事件或零电流事件时，电流引导通过第一变压器一次绕组204并且通过第二谐振电容器410回到电源102。另外，从第一变压器一次绕组204流过的电流的一部分引导通过第一谐振电容器408并且通过第一谐振开关器件406的二极管222。存储在第一变压器202中的能量的至少一部分从第一变压器二次绕组206作为流过第一二极管224到功率转换系统400的输出的电流释放。当第一谐振开关器件406开关到导通状态，例如在零电压或零电流事件期间，电流从电源102流过第一变压器一次绕组204并且通过第一谐振开关器件406回到电源102，大致上旁路第一谐振开关器件406的二极管222。在负功率循环期间，电流从电源102通过第一谐振开关器件406和第一谐振电容器408流到第一变压器一次绕组204，并且回到电源102。当电流流过第一谐振电容器408时，第一变压器202的漏电感与第一谐振电容器408谐振。当第一谐振开关器件406开关到截止状态(同时第一转换器开关器件208也处于截止状态)，例如在零电压或零电流事件期间，电流从电源102流过第二谐振电容器410到第一变压器一次绕组204，并且回到电源102。另外，来自电源102的电流的至少一部分流过第一转换器开关器件208的二极管222并且到第一变压器一次绕组204。当第一转换器开关器件208从截止状态开关到导通状态，电流从电源102通过第一转换器开关器件208流到第一变压器一次绕组204。例如逆变器122和滤波器124的、功率转换系统400的其他组件如上文参照图2描述的操作。图4是另一个示范性功率转换系统500的示意框图。除非另外规定，功率转换系统500与功率转换系统400 (在图3中示出)相似，并且相似的组件通过在图3中使用的相冋标号在图4中标记。在示范性实施例中，功率转换系统500包括第一转换器502，其包括与第一变压器一次绕组204并联耦合的第一谐振开关器件406和第一谐振电容器408。第二谐振电容器410与第一转换器开关器件208并联稱合。相似地,功率转换系统500包括第二转换器504，其包括与第二变压器一次绕组238并联耦合的第二谐振开关器件422和第三谐振电容器424。第四谐振电容器426与第二转换器开关器件242并联耦合。在其他方面，第一转换器502与第一转换器402 (在图3中示出)大致上相似，并且第二转换器504与第二转换器418 (在图3中示出)大致上相似。在操作期间，当第一变压器202与第一谐振电容器408谐振(如上文参照图3描述的)时，电流从第一谐振电容器408回到电源102。在其他方面，功率转换系统500与功率转换系统400大致上相似地起作用。图5是用于调节或转换从例如电源102 (在图1中示出)的电源接收的功率的示范性方法600的流程图，其可与功率转换系统400 (在图3中示出)或与功率转换系统100、200或500 (分别在图1、2和4中示出)一起使用的。在示范性实施例中，方法600包含在存储于安置在例如控制系统126(在图1中示出)的控制系统内的存储器器件内的多个指令内。另外，方法600至少部分由控制系统126内的处理器执行。在示范性实施例中，DC电压和电流由功率转换系统400的第一转换器402和第二转换器418 (两者都在图3中示出)从电源102接收602。第二转换器418与第一转换器402并联耦合。第一转换器402内的电压和电流中的至少一个使用第一转换器开关器件208 (在图2中示出)调节604 (或转换)，并且第二转换器418内的电压和电流中的至少一个使用第二转换器开关器件242 (在图2中示出)调节606 (或转换)。更具体地，第一转换器开关器件208在跨过第一转换器开关器件208的电压的过零点和/或在流过第一转换器开关器件208的电流的过零点开关。相似地，第二转换器开关器件242在跨过第二转换器开关器件242的电压的过零点和/或在流过第二转换器开关器件242的电流的过零点开关。由于第一转换器开关器件208和第二转换器开关器件242的开关的结果，第一转换器402和第二转换器418通过第一转换器402的输出和第二转换器418的输出将AC电压和电流供应608给逆变器122(在图2中示出)。在示范性实施例中，第一转换器402的输出与第二转换器418的输出串联I禹合。AC电压和电流由逆变器122调节610，并且将该调节的AC电压和电流供应612给配电网络128。更具体地，逆变器122包括至少一个逆变器开关器件264，或采用H桥配置设置的多个逆变器开关器件264。这些逆变器开关器件264在配电网络128的电压和/或电流的过零点开关以调节AC电压和电流，并且将调节的AC电压和电流供应612给配电网络 128。本文描述的方法和系统的技术效果可包括下列中的一个或多个(a)由第一转换器和与该第一转换器并联耦合的第二转换器从电源接收直流(DC)电压和电流；(b)使用第一开关器件调节第一转换器内的电压和电流中的至少一个；(c)使用第二开关器件调节第二转换器内的电压和电流中的至少一个；(d)通过第一转换器的输出和第二转换器的输出将交流(AC)电压和电流供应给逆变器，其中第一转换器的输出与第二转换器的输出串联耦合；(e)由逆变器调节AC电压和电流；以及(f)将调节的AC电压和电流供应给配电网络。用于转换功率的方法和系统的示范性实施例在上文详细描述。方法和系统不限于本文描述的具体实施例，更确切地，方法的操作和/或系统的组件可独立并且与本文描述的其他操作和/或组件分开利用。此外，描述的操作和/或组件还可结合其他系统、方法和/或装置限定或使用，并且不限于只用本文描述的系统和方法实践。尽管本发明连同示范性功率转换系统描述，但本发明的实施例可用许多其他功率系统或其他系统或装置来操作。本文描述的该功率转换系统无意于提出关于本发明的任何方面的使用或功能性的范围的任何限制。另外，本文描述的该功率转换系统不应该解释为具有涉及在示范性操作环境中说明的组件中的任一个或组合的任何依赖性或要求。在本文图示和描述的本发明的实施例中的操作的运行或执行的顺序不是必须的，除非另外规定。即，操作可采用任何顺序执行，除非另外规定，并且本发明的实施例可包括另外的或比本文公开的那些更少的操作。例如，预想在另一个操作之前、与其同时或在其之后运行或执行具体操作在本发明的方面的范围内。尽管本发明的多种实施例的特定特征可在一些图中示出而不在其他图中示出，这仅是为了方便。根据本发明的原理，图的任何特征可与任何其他图的任何特征组合引用和/或要求保护。本书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本发明，并还使本领域技术人员能实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统及执行任何结合的方法。本发明可取得专利的范围由权利要求定义，且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有与权利要求字面语言无不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求字面语言无实质不同的等效结构要素，则它们规定为在权利要求的范围之内。部件列表
权利要求
1.一种功率转换系统(100)，包括耦合于电源(102)的第一转换器(104)，其中所述第一转换器包括输入侧(114)和与所述输入侧电隔离的输出侧(118)；耦合于所述电源的第二转换器(106)，其中所述第二转换器包括输入侧(116)和与所述输入侧电隔离的输出侧(120)，所述第二转换器输入侧与所述第一转换器输入侧并联耦合，并且所述第二转换器输出侧与所述第一转换器输出侧串联耦合；以及耦合于所述第一转换器输出侧和所述第二转换器输出侧的逆变器(122)，其中所述逆变器将交流电供应给配电网络(128)。
2.如权利要求1所述的功率转换系统(100)，其中所述逆变器(122)是H桥逆变器。
3.如权利要求1所述的功率转换系统(100)，其中所述第一转换器(104)是包括第一变压器(202)的回扫转换器，并且其中所述第一变压器包括一次绕组(204)和二次绕组 (206)。
4.如权利要求3所述的功率转换系统(100)，其中所述第二转换器(106)是包括第二变压器(236)的回扫转换器，并且其中所述第二变压器包括一次绕组(238)和二次绕组 (240)。
5.如权利要求4所述的功率转换系统(100)，其中所述第一转换器二次绕组(206)与所述第二转换器二次绕组(240)串联耦合。
6.如权利要求4所述的功率转换系统(100)，其中所述第一转换器(104)包括第一开关器件(208)并且所述第二转换器(106)包括第二开关器件(242)，其中所述第一开关器件和所述第一变压器一次绕组(204)与所述第二开关器件和所述第二变压器一次绕组(238) 并联耦合。
7.如权利要求6所述的功率转换系统(100)，其中所述第一开关器件(208)和所述第二开关器件(242)包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET) (214)。
8.如权利要求6所述的功率转换系统(100)，其中所述第一开关器件(208)和所述第二开关器件(242)采用交错模式开关。
9.如权利要求6所述的功率转换系统(100)，其中所述第一转换器(104)包括第一谐振电路(404)，其使所述第一转换器开关器件(208)能够在跨过所述第一转换器开关器件的电压的过零点开关。
10.如权利要求9所述的充功率转换系统(100)，其中所述第二转换器(106)包括第二谐振电路(420)，其使所述第二转换器开关器件(242)能够在跨过所述第二转换器开关器件的电压的过零点开关。
全文摘要
本发明名称为“用于转换功率的方法和系统”。一种功率转换系统(100)，包括耦合于电源(102)的第一转换器(104)，其中该第一转换器包括输入侧(114)和与该输入侧电隔离的输出侧(118)。该功率转换系统还包括耦合于该电源的第二转换器(106)，其中该第二转换器包括输入侧(116)和与该输入侧电隔离的输出侧(120)。该第二转换器输入侧与该第一转换器输入侧并联耦合，并且该第二转换器输出侧与该第一转换器输出侧串联耦合。该功率转换系统还包括耦合于该第一转换器输出侧和该第二转换器输出侧的逆变器(122)，并且该逆变器将交流电供应给配电网络(128)。
文档编号H02M3/335GK103001525SQ20121033933
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者N.V.S.K.斯里哈科拉普, R.K.基拉姆索德, R.波萨 申请人:通用电气公司