[发明专利]模块化中压快速充电器在审

申请号：	201810445195.9	申请日：	2018-05-10
公开（公告）号：	CN108879906A	公开（公告）日：	2018-11-23
发明（设计）人：	斯尔詹·鲁基克;梁新宇;张池;斯尔丹·斯尔迪奇	申请（专利权）人：	北卡罗莱纳州立大学
主分类号：	H02J7/10	分类号：	H02J7/10;H02M3/335;H02M1/42;H02M1/14
代理公司：	广州华进联合专利商标代理有限公司 44224	代理人：	何冲;黄隶凡
地址：	美国北卡***	国省代码：	美国;US
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摘要：
搜索关键词：	快速充电器模块化中压脉冲变压器转换器辅助电容器预测控制器中性点箝位升压导通电压因数校正预测功率耦合电容控制器多单元高隔离可扩展软开关三电平调制串联电路交错
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【说明书】：

某些实施例涉及模块化中压快速充电器。模块化中压快速充电器可以包括：(1)用于串联交错的多单元三电平升压(“SIMCB”)转换器的预测功率因数校正(“PFC”)控制器(或预测控制器)，(2)有源中性点箝位(“ANPC”)双有源桥(“DAB”)调制方案以实现软开关，(3)辅助电容器以降低NPC DAB导通电压，(4)全面且可扩展的保护电路，以及(5)具有一个或多个骨架的高隔离脉冲变压器，用于降低脉冲变压器的耦合电容。

本发明在能源部颁发的许可号DE-EE0006521下通过政府支持来做出。政府对本发明拥有一定权利。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年5月10日提交的以及题为“模块化中压快速充电器”的美国临时申请号62/504,247的优先权，其整体因此通过引用合并在本文中。

技术领域

本公开一般来说涉及基于固态变压器(“SST”)的中等电压整流器，更具体但不限于的是，本公开涉及实现为电动车充电器的基于SST的模块化中压整流器。

背景技术

整流器(诸如例如固态整流)是将交流(“AC”)转换成直流(“DC”)的电装置。在一些情况下，使用整流器生成的DC可以用于对一个或多个装置、电路或其他DC负载进行操作或供电。

发明内容

在一个示例中，系统包括一个或多个功率电子转换器，连接到电网；和整流器。系统还包括功率因数校正(“PFC”)转换器，包括一个或多个三电平升压(“TLB”)功率电子转换器，TLB功率电子转换器包括一个或多个输入端和输出端。系统还包括一个或多个DC/DC转换器，DC/DC转换器包括多个输入端。TLB转换器的输入端可以串联连接并且TLB转换器的输出端连接到DC/DC转换器的输入端。系统还包括输入接口，用于测量整流器输入电流、电网电压以及TLB转换器输出电压。系统还包括处理装置，用于通过应用一个或多个控制信号到每个TLB转换器的多个有源半导体开关中的每一个来控制整流器输入电流以与电网电压同相。

本公开的实施例的更多的特征和优点将在后续的说明中给出，根据该说明将部分地变得明显，或通过实施这些实施方式而被理解。上述内容并非整体概览，并且不是用于明确关键元件或示出范围。相反，上述内容明确了实施例的一些方面，作为如下的详细说明的前奏。

附图说明

图1是根据一些方面的SST连接的混合微电网的示意图。

图2是根据一些方面的TLB拓扑的四个操作模式的示意图，四个操作模式可以通过两个开关装置的各种状态限定。

图3是根据一些方面的各种操作模式分布以及相应的电流波纹斜率和操作区域的表。

图4示出了根据一些方面的调制、采样以及预测控制的预测原则的示例。

图5示出了根据一些方面的在采样瞬间的电流扰动。

图6是根据一些方面的预测控制的时间相对z单位值相对电流误差Δi_L的三维绘图的图。

图7示出了根据一些方面的针对TLB交错预测控制以及外部电压回路的PFC控制实现图。

图8示出了根据一些方面的在PWM上升沿或下降沿之一过于接近计算起始的采样点的时候发生的一个周期延迟。

图9是根据一些方面的具有一个周期延迟和前沿(leading-edge)调制的时间相对Z单位值相对电流扰动Δi_L的三维绘图的图。

图10是根据一些方面的具有一个周期延迟和前导三角(leading-triangle)调制的时间相对Z单位值和电流扰动Δi_L的三维绘图的图。