功率变换电路和功率变换系统技术方案

本发明专利技术提供一种功率变换电路和功率变换系统。该功率变换电路包括：多路功率桥臂，至少一个第一开关，耦合电感和控制器。至少一个第一开关，分别连接在多路功率桥臂中的至少一路功率桥臂与耦合电感包括的多个绕组中的至少一个绕组之间；控制器，在功率变换电路的输出功率小于第一阈值时，控制至少一个第一开关断开。在本发明专利技术实施例中，在功率变换电路的输出功率小于预设的阈值时，可以通过控制设置在功率桥臂与耦合电感的绕组之间的开关断开，使得耦合电感的绕组感应出的电流不会流过与该功率桥臂并联的二极管，从而减小了额外的功率损耗，提高了功率变换电路的效率。

【技术实现步骤摘要】
功率变换电路和功率变换系统
本专利技术涉及电力电子
，尤其是涉及一种功率变换电路和功率变换系统。
技术介绍
目前，采用交错关联技术的多电平逆变器得到广泛应用。这种多电平逆变器包括并联的多个功率桥臂，多个功率桥臂通过耦合电感中的多个绕组或线圈耦合，并且以交错方式运行。采用交错并联技术，既可以提高多电平逆变器的功率等级，又可以减小输入、输出电流波纹，还可以减小电路中磁性元件的体积。然而，在轻载情况下，多个功率桥臂同时工作带来的开关损耗极大的影响了整机效率的提升。尽管在轻载情况下，可以通过控制部分功率桥臂停止工作来提升整机效率，但是耦合电感感应出的电流还会流过与停止工作的功率桥臂并联的二极管，这将会带来额外的功率损耗，从而不利于整机效率的进一步提升。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种功率变换电路和功率变换系统，能够减少耦合电感感应出的电流带来的功率损耗。第一方面，提出一种功率变换电路，包括：多路功率桥臂，通过功率变换电路的第一端子与直流电连接；耦合电感，包括多个绕组，通过功率变换电路的第二端子与交流电连接；至少一个第一开关，分别连接在多路功率桥臂中的至少一路功率桥臂与多个绕组中的至少一个绕组之间；控制器，在功率变换电路的输出功率小于第一阈值时，控制至少一个第一开关断开。结合第一方面，在第一种可能的实现方式下，控制器还控制多路功率桥臂交错工作，并且在功率变换电路的输出功率小于所述第一阈值时，控制至少一路功率桥臂停止工作。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式下，控制器还在功率变换电路的输出功率大于第二阈值时，控制至少一个第一开关闭合，并且控制至少一路功率桥臂工作。结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式下，控制器在功率变换电路的输出功率在第一阈值与第二阈值之间时，控制至少一个第一开关中的部分第一开关断开，并且控制与部分第一开关连接的功率桥臂停止工作。结合第一方面或第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式下，耦合电感还包括：至少一个电压箝位器件，至少一个电压箝位器件分别跨接在至少一个绕组的两端，用于对至少一个绕组两端进行过压保护。结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式下，至少一个电压箝位器件包括压敏电阻、瞬态电压抑制器和稳压二极管中的一种，或压敏电阻、瞬态电压抑制器和稳压二极管的任意组合。结合第一方面或上述任何一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式下，功率变换电路还包括：第二开关，连接在耦合电感与第二端子之间，用于在控制器的控制下将功率变换电路连接到电网或从电网断开。结合第一方面或上述任何一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式下，至少一个第一开关为接触器、继电器、金属氧化层半导体场效应晶体管(MetalOxideSemiconductor，MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)、集成门极换流晶闸管(IntegratedGateCommutatedThyristor，IGCT)和可控硅整流器(SiliconControlledRectifier，SCR)之一，或者至少一个第一开关为接触器、继电器、MOSFET、IGBT、IGCT和SCR的任意组合。结合第一方面或上述任何一种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式下，第一端子为功率变换电路输入端和输出端之一，第二端子为功率变换电路的输入端和输出端中的另一个。结合第一方面或上述任何一种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式下，功率变换电路还包括：滤波电路，滤波电路连接在耦合电感与第二端子之间，用于对交流电进行滤波。第二方面，提供了一种三相功率变换器，包括：三相功率变换电路，用于在三相交流电与直流电之间进行功率变换，其中每相功率变换电路包括如第一方面或第一方面的第一种至第八种可能的实现方式中任一种可能的实现方式下的功率变换电路。结合第二方面，在第一种可能的实现方式下，三相功率变换器还包括：三个电容，分别与三相功率变换电路的耦合电感相连接，用于对三相交流电进行滤波。结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式下，三相功率变换器还包括：第一中线，用于与电网的中线相连接，其中第一中线连接到三个电容的连接在一起的一端。第三方面，提供一种功率变换系统，包括：第一功率变换电路和第二功率变换电路，其中第一功率变换电路为如第一方面的任一种可能的实现方式下的功率变换电路或如第二方面的任何一种可能的实现方式下的功率变换电路，用于将直流电变换成交流电，其中第一功率变换电路的第一端子为第一功率变换电路的输入端子，第一功率变换电路的第二端子为第一功率变换电路的输出端子；第二功率变换电路为如第一方面的任一种可能的实现方式下的功率变换电路，用于将交流电变换成直流电，其中，第二功率变换电路的第二端子为第二功率变换电路的输入端子，第二功率变换电路的第一端子为第二功率变换电路的输出端子，并且第一功率变换电路的输出端子与第二功率变换电路的输入端子相连接，或第二功率变换电路的输出端子与第一功率变换电路的输入端子相连接。第四方面，提供一种功率变换方法，该包括：控制功率变换电路的多路功率桥臂交错工作，其中该多路功率桥臂中的至少一路功率桥臂通过至少一个第一开关与该功率变换电路的耦合电感的多个绕组中的至少一个绕组连接；在该功率变换电路的输出功率小于第一阈值时，控制该至少一个第一开关断开。结合第四方面，在第一种可能的实现方式下，该方法还包括：在该功率变换电路的输出功率小于第一阈值时，控制该至少一路功率桥臂停止工作。结合第四方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式下，在该功率变换电路的输出功率大于第二阈值时，控制该至少一个第一开关闭合，并且控制该至少一路功率桥臂工作。结合第四方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式下，该方法还包括：在该功率变换电路的输出功率在该第一阈值与该第二阈值之间时，控制该至少一个第一开关中的部分第一开关断开，并且控制与该部分第一开关连接的功率桥臂停止工作。基于上述技术方案，可以在功率变换电路的输出功率小于预设的阈值时，控制设置在功率桥臂与耦合电感的绕组之间的开关断开，使得耦合电感的绕组感应出的电流不会流过与功率桥臂并联的二极管，从而减小了额外的功率损耗，提高了功率变换电路的效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术的一个实施例的功率变换电路的示意性框图。图2示出了本专利技术的另一实施例的功率变换电路的示意性框图。图3示出了本专利技术的另一实施例的功率变换电路的示意性框图。图4示出了本专利技术的另一实施例的功率变换电路的示意性框图。图5示出了本专利技术的另一实施例的功率变换电路的示意性框图。图6示出了本专利技术的另一实施例的功率变换电路的示意性框图。图7示出了本专利技术的另一实施例的功率变换电路的示意性框图。图8是根据本专利技术的一个实施例的三相功率变换器的示意性框本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率变换电路，其特征在于，包括：多路功率桥臂，通过所述功率变换电路的第一端子与直流电连接；耦合电感，包括多个绕组，通过所述功率变换电路的第二端子与交流电连接；至少一个第一开关，分别连接在所述N路功率桥臂中的至少一路功率桥臂与所述多个绕组中的至少一个绕组之间；控制器，在所述功率变换电路的输出功率小于第一阈值时，控制所述至少一个第一开关断开。

【技术特征摘要】
1.一种功率变换电路，其特征在于，包括：多路功率桥臂，通过所述功率变换电路的第一端子与直流电连接；耦合电感，包括多个绕组，通过所述功率变换电路的第二端子与交流电连接；至少一个第一开关，分别连接在所述多路功率桥臂中的至少一路功率桥臂与所述多个绕组中的至少一个绕组之间；控制器，在所述功率变换电路的输出功率小于第一阈值时，控制所述至少一个第一开关断开。2.根据权利要求1所述的功率变换电路，其特征在于，所述控制器还控制所述多路功率桥臂交错工作，并且在所述功率变换电路的输出功率小于所述第一阈值时，控制所述至少一路功率桥臂停止工作。3.根据权利要求2所述的功率变换电路，其特征在于，所述控制器还在所述功率变换电路的输出功率大于第二阈值时，控制所述至少一个第一开关闭合，并且控制所述至少一路功率桥臂工作。4.根据权利要求3所述的功率变换电路，其特征在于，所述控制器还在所述功率变换电路的输出功率在所述第一阈值与所述第二阈值之间时，控制所述至少一个第一开关中的部分第一开关断开，并且控制与所述部分第一开关连接的功率桥臂停止工作。5.根据权利要求1-4中任一项所述的功率变换电路，其特征在于，所述耦合电感还包括：至少一个电压箝位器件，所述至少一个电压箝位器件分别跨接在所述至少一个绕组的两端，用于对所述至少一个绕组两端进行过压保护。6.根据权利要求5所述的功率变换电路，其特征在于，所述至少一个电压箝位器件包括压敏电阻、瞬态电压抑制器和稳压二极管中的一种，或所述压敏电阻、瞬态电压抑制器和稳压二极管的任意组合。7.根据权利要求1-4中任一项所述的功率变换电路，其特征在于，还包括：第二开关，连接在所述耦合电感与所述第二端子之间，用于在所述控制器的控制下将所述功率变换电路连接到电网或从所述电网断开。8.根据权利要求1-4中的任一项所述的功率变换电路，其特征在于，所述至少一个第一开关为接触器、继电器、金属氧化层半导体场效应晶体管MOSFET、绝缘栅双极型晶体管IGBT、集成门极换流晶闸管IGCT和可控硅整流器SCR之一，或者所述至少一个第一开关为接触器、继电器、MOSFET、IGBT、IGCT和SCR的任意组合。9.根据权利要求1-4中的任一项所述的功率变换电路，所述第一端子为所述功率变换电路输入端和输出端之一，所述第二端子为所述功率变换电路的输入端和输出端中的另一个。10.根据权利要求1-4中任一项所述的功率变换电路，其特征在于，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，胡炎申，石勇，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44