[发明专利]多电平功率变换器及其制造方法和操作方法

说明书

技术领域

本申请一般涉及功率变换，更具体地说，涉及功率变换器、制造功率变换器的方法和操作功率变换器的方法。

背景技术

电感-电感-电容(LLC)功率变换器是功率变换系统的日益重要部分。与其它功率变换器相比，LLC功率变换器具有许多优点。这些优点可以包括当在初级开关在空载和满载之间循环时的零电压切换，以及提供较低的电磁发射。LLC功率变换器还可以在比其它多种形式的功率变换器更高的开关频率下工作，这又能够降低某些LLC功率变换器组件的大小。不过，当采用LLC功率变换器时，尤其是当试图对于公共输出负载，交错两个或更多的LLC功率变换器时，也会出现缺陷。交错LLC功率变换器的一个特别难以解决的缺陷包括由于交错LLC功率变换器之间的不同组件容限，使来自多个交错LLC功率变换器的负载电流不同。在这方面的改进会有利于该领域。

发明内容

本公开的实施例提供功率变换器，以及制造功率变换器的方法和操作功率变换器的方法。

在一个实施例中，功率变换器包括连接成接收3相AC输入电压和提供多个DC电压电平的输入级。功率变换器还包括由多个交错LLC变换器构成的输出级，所述多个交错LLC变换器具有耦接到多个DC电压电平的串联连接输入端，和提供DC输出电压的并联连接输出端。另外，功率变换器包括与输入级和输出级互连，以便从用于DC输出电压的多个交错LLC变换器提供大体均衡的输出电流的均衡电路。

在再一方面，制造功率变换器的方法包括连接输入级，以接收3相AC输入电压和提供多个DC电压电平。所述方法还包括用具有耦接到多个DC电压电平的串联连接输入端和提供DC输出电压的并联连接输出端的多个LLC变换器构成输出级。另外，所述方法包括使均衡电路与输入级和输出级互连，以大体均衡来自用于DC输出电压的多个LLC变换器的输出电流。

在另一方面，操作功率变换器的方法包括接收3相AC输入电压和提供多个DC电压电平，以及从具有耦接到多个DC电压电平的串联连接输入端的多个交错LLC变换器的并联连接输出端，产生DC输出电压。所述方法还包括从用于DC输出电压的多个交错LLC变换器，提供大体均衡的输出电流。

上面概述了本公开的优选特征和备选特征，以致本领域的技术人员可更好地理解本公开的以下详细说明。下面将说明本公开的构成本公开的权利要求的主题的另外特征。本领域的技术人员会认识到，他们能够容易地把公开的构想和具体实施例用作设计或修改实现本公开的相同目的的其它结构的基础。

附图说明

现在参考结合附图进行的以下说明，其中：

图1图解说明按照本公开的原理构成的功率变换器的实施例的方框图；

图2A和2B图解说明表示利用均衡电路，比如图1中的均衡电路的影响的交错LLC变换器输出电流的例子；

图3图解说明与图1中所示的功率变换器对应的功率变换器的实施例的示意图；

图4图解说明与图3的输出级的LLC变换器对应的交错LLC变换器控制信号；

图5图解说明与图3的输出级中的交错LLC变换器对应的归一化增益曲线；

图6图解说明与图1中所示的功率变换器对应的功率变换器的另一个实施例的示意图；

图7图解说明按照本公开的原理构成的扩展功率变换器的实施例的方框图；

图8A、8B和8C图解说明与图7的扩展功率变换器相关并且按照本公开的原理构成的几个电压总线结构、输出级和均衡电路；

图9图解说明按照本公开的原理进行的制造功率变换器的方法的实施例的流程图；以及

图10图解说明按照本公开的原理进行的操作功率变换器的方法的实施例的流程图。

具体实施方式

图1图解说明按照本公开的原理构成的功率变换器100的实施例的方框图。功率变换器100包括输入级105、输出级115和均衡电路125。

输入级105是3相3电平功率因数校正电路，它具有连接到3相AC输入电压的3个输入端107a、107b、107c。输入级105还包括具有连接成以正DC总线电压(+Vbus)、中间总线电压(Vmid)和负DC总线电压(-Vbus)的形式提供多个DC电压电平的3个电平108、109、110的输出端。