不同布置一起使用的，并且当集成了不同的源/负载时，存在有建议的DC-DC拓扑的其它可能的配置。关于双向降压-升压型三端口 DC-DC变换器10，作为示例，图6说明了其中在变换器的一侧上源/负载串联连接的配置80，而图7-9说明了其中在变换器的一侧上设置了三个源/负载的配置82、84、86。另外，也可将能量源/负载直接安置在高压DC链路处，例如，如同在混合动力电动汽车中可做的那样。还要认识到，还可将图6和图7-9的配置80、82、84、86应用于降压型三端口 DC-DC变换器和升压型三端口 DC-DC变换器。
[0062]有利地，本发明的实施例因此提供了可连接到多个能量源和负载以在它们之间分配功率的三端口 DC-DC变换器。所述DC-DC变换器包括三个开关装置的布置在其中以及共享电流通路，使得所述变换器中开关装置的总数少于典型地在两端口 DC-DC变换器的并联或串联布置中发现的开关装置的总数。因此，与两端口 DC-DC变换器技术的现有布置相比，三端口 DC-DC变换器中的开关装置的数量减少25%。因此，可减小变换器的尺寸和重量。而且，由于共享电流通路导致可利用具有相同的总额定功率的混合能量源/负载的不同尺寸方案来实现标准装置模块设计。因此，它使得源/负载系统设计更加灵活并且降低了新产品制造成本。由于拓扑中使用的更高的额定电流装置导致也可以在一定的工作范围内降低系统的传导损耗。
[0063]根据本发明的一个实施例，三端口 DC-DC变换器包括由第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置组成的开关装置的布置。三端口 DC-DC变换器还包括向开关装置的布置提供电流的一对输入通道，其中该对输入通道连接至多个能量源或负载并且从多个能量源或负载接收功率或者发送功率到多个能量源或负载。三端口 DC-DC变换器还包括将受控功率从三端口 DC-DC变换器输出或将受控功率输出至三端口 DC-DC变换器的输出通道。第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置是选择性可控的以便从连接到输入通道的多个能量源或负载向输出通道提供受控功率。
[0064]根据本发明的另一个实施例，三端口 DC-DC变换器包括具有电感器和耦合至电感器的一对开关装置的第一电压变换电路。三端口 DC-DC变换器还包括具有电感器和耦合至电感器的一对开关装置的第二电压变换电路。三端口 DC-DC变换器进一步包括分别连接到第一和第二电压变换电路的第一输入通道和第二输入通道，其中输入通道的每一个从连接于此的一个或多个能量源或负载向它的相应的电压变换电路提供功率。第一电压变换电路中的一对开关装置和第二开关装置中的一对开关装置由第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置的布置形成，其中第一和第二电压变换电路在两者之间具有至三端口 DC-DC变换器的输出通道的共享电流通路。
[0065]根据本发明的又一个实施例，多能量源系统包括直流(DC)链路、耦合至DC链路并被配置成从DC链路接收能量的负载、包括有耦合至DC链路的输出通道并包括有第一和第二输入通道的三端口 DC/DC变换器、耦合至三端口 DC/DC变换器的第一输入通道的第一能量源以及耦合至三端口 DC/DC变换器的第二输入通道的第二能量源。三端口 DC/DC变换器还包括由第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置组成的开关装置的布置以及与开关装置的布置进行可操作的通信以便选择性地使第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置中的每一个工作在接通状态和断开状态中的一种的控制器。控制器被编程为选择性地使第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置中的每一个工作在接通状态和断开状态中的一种以便控制第一和第二能量源与输出通道之间的电流。
[0066]本书面描述使用示例来公开本发明(包括最佳实施方式)并且还使得本领域任何技术人员能够实施本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何合并的方法)。本发明可取得专利的范围由权利要求来限定并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。这样的其它示例确定为在权利要求的范围内，如果它们具有不和权利要求的字面语言不同的结构部件或者如果它们包括具有与权利要求的字面语言无实质差异的等效结构部件的话。
[0067]尽管已经与仅仅有限数量的实施例有关地详细描述了本发明，但是应当很容易理解，本发明不限于这样公开的实施例。相反，本发明可以被修改成结合在此之前未被描述的、但是与本发明的精神和范围相当的任何数量的变化、改变、替换或等效布置。另外，尽管已经描述了本发明的不同实施例，但是将会理解，本发明的多个方面可包括仅仅一些所描述的实施例。因此，本发明将不会被看作受前述的描述限制，而是只受所附的权利要求的范围限制。
【主权项】
1.一种三端口 DC-DC变换器，包括: 由第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置组成的开关装置的布置； 向所述开关装置的布置提供电流的一对输入通道，其中所述一对输入通道连接到多个能量源或负载并且接收来自多个能量源或负载的功率或者发送功率到多个能量源或负载；以及 从所述三端口 DC-DC变换器输出受控功率或者将受控功率输出到所述三端口 DC-DC变换器的输出通道； 其中所述第一开关装置、所述第二开关装置和所述第三开关装置是选择性可控的以便从连接到所述输入通道的所述多个能量源或负载向所述输出通道提供受控功率。2.如权利要求1所述的三端口DC-DC变换器，其中所述一对输入通道中的每一个包括在其上的电感器。3.如权利要求1所述的三端口DC-DC变换器，还包括与所述开关装置的布置进行可操作的通信以便选择性地使所述第一开关装置、所述第二开关装置和所述第三开关装置中的每一个工作在导通状态和关断状态中的一种的控制器。4.如权利要求3所述的三端口DC-DC变换器，其中所述多个能量源或负载包括第一能量源和第二能量源，其中所述第一能量源连接到所述一对输入通道中的一个并且所述第二能量源连接到所述一对输入通道中的另一个。5.如权利要求4所述的三端口DC-DC变换器，其中所述第一能量源的电压低于所述第二能量源的电压。6.如权利要求4所述的三端口DC-DC变换器，其中所述控制器被编程为使所述第一开关装置和所述第三开关装置工作在所述导通状态以使功率在所述第一能量源和所述输出通道之间流动。7.如权利要求4所述的三端口DC-DC变换器，其中所述控制器被编程为使所述第一开关装置和所述第二开关装置工作在所述导通状态以使功率在所述第一和第二能量源两者与所述输出通道之间流动。8.如权利要求4所述的三端口DC-DC变换器，其中所述控制器被编程为使所述第二开关装置和所述第三开关装置工作在所述导通状态以使所述第一和第二能量源两者从所述输出通道断开。9.如权利要求1所述的三端口DC-DC变换器，其中通过所述控制器选择性操作所述第一开关装置、所述第二开关装置和所述第三开关装置中的每一个提供了所述多个能量源或负载与所述输出通道之间的共享电流通路。10.如权利要求1所述的三端口DC-DC变换器，其中所述第一开关装置、所述第二开关装置和所述第三开关装置中的每一个包括半相位模块，所述半相位模块包括形成开关/ 二极管对的开关和二极管，使得所述三端口 DC-DC变换器是双向降压-升压变换器。
【专利摘要】公开了可连接到多个能量源和负载以在它们之间分配功率的三端口DC-DC变换器。所述三端口DC-DC变换器包括由第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置组成的开关装置的布置。所述三端口DC-DC变换器还包括向开关装置的布置提供电流的一对输入通道，其中该对输入通道连接到多个能量源或负载并且从多个能量源或负载接收功率或者发送功率到多个能量源或负载。所述三端口DC-DC变换器进一步包括从三端口DC-DC变换器输出受控电压或输出受控电压至三端口DC-DC变换器的输出通道。第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置是选择性可控的以从连接到输入通道的多个能量源或负载向输出通道提供受控功率。
【IPC分类】H02M3/155
【公开号】CN105322787
【申请号】CN201510461556
【发明人】X.佘, R.D.金, K-K.胡
【申请人】通用电气公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年7月31日
【公告号】EP2983282A2, EP2983282A3, US20160036323