[发明专利]模块化中压快速充电器

权利要求书

1.一种系统，包括：

一个或多个功率电子转换器，连接到电网；

整流器；

功率因数校正(“PFC”)转换器，包括一个或多个三电平升压(“TLB”)功率电子转换器，所述一个或多个三电平升压(“TLB”)功率电子转换器包括一个或多个输入端和输出端；

一个或多个DC/DC转换器，包括多个输入端，其中，所述TLB转换器的输入端串联连接，且所述TLB转换器的输出端连接到所述DC/DC转换器的输入端；

输入接口，用于测量整流器输入电流，电网电压和TLB转换器输出电压；以及

处理装置，用于：

通过向每个TLB转换器内的多个有源半导体开关中的每一个施加一个或多个控制信号来控制所述整流器输入电流以与所述电网电压同相。

2.一种用于避免确定转换器的操作区域的方法，所述方法包括：

接收包括输入电流信号的输入功率信号；

在输入电流波纹的中点处对整流器输入电流进行采样；

通过确定开关占空比的值来确定针对多个三电平升压(“TLB”)开关中的每一个的下一开关周期中的未来状态和所述未来状态的持续时间，其中所述开关占空比的值基于以下等式确定：

以及

使用前导三角脉宽调制以通过将所述开关占空比的值与三角周期性信号的瞬时值进行比较来输出一个或多个控制信号。

3.一种系统，包括：

DC/DC转换器，包括在高频变压器的初级上的中性点箝位(“NPC”)转换器和在所述高频变压器的次级上的全桥转换器；以及

处理装置，用于控制DC/DC转换器。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述NPC转换器包括辅助电容器，所述辅助电容器并联连接到所述NPC转换器的两个二极管中的至少一个，以通过降低所述NPC转换器的一个或多个内部半导体开关的导通电压来提高所述NPC转换器的功率效率。

5.一种系统，包括：

DC/DC转换器，包括在高频变压器的初级上的第一中性点箝位(“NPC”)转换器及在所述高频变压器的次级上的第二NPC转换器；以及

处理装置，用于控制所述DC/DC转换器。

6.一种功率电子转换器的系统，包括：

整流器；

DC/DC转换器，包括在高频变压器的初级上的有源中性点箝位(“ANPC”)转换器电路和在所述高频变压器的次级上的转换器；

输入接口，用于接收输入电流，输入电压和输出电压信号；以及

处理装置，用于控制所述DC/DC转换器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述DC/DC转换器包括在所述高频变压器的初级上的第一ANPC转换器电路及在所述高频变压器的次级上的第二ANPC转换器。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述ANPC转换器电路配置为通过控制以下来执行软开关以提高所述DC/DC转换器的功率效率：所述高频变压器的初级上的电压波形与所述高频变压器的次级上的电压波形之间的延迟时间；所述初级侧ANPC转换器电路的占空比；以及所述次级侧ANPC转换器电路的占空比。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述ANPC转换器电路配置为控制一个或多个箝位位置开关，以在所述ANPC转换器电路的所有开关上实现零电压开关。

10.一种保护系统，用于将功率电子转换器电耦合到中压电网，所述系统包括：

与可保护的功率电子转换器串联连接的多个功率电子电路断路器模块；

并联连接到所述可保护的功率电子转换器的功率电子电路断路器模块；以及

高压继电器，响应于检测所述可保护的功率电子转换器的一个或多个输入端处的过电流或过电压通过断开串联连接的断路器模块，闭合并联连接的断路器模块，并断开高压继电器以将所述可保护的功率电子转换器与所述中压电网隔离来使所述可保护的功率电子转换器与所述中压电网分离。

11.一种高隔离低耦合电容脉冲变压器，用于构成高隔离电源，所述变压器包括：

磁核；

输入和输出端骨架，限定内部区域，所述磁核设置在所述内部区域内，并且在所述磁核和所述输入和输出端骨架之间包括一个或多个气隙，用于减小输入端与输出端之间的耦合电容；以及

导线，缠绕在所述输入和输出端骨架中的至少一个上。