AC/DC功率转换系统及其制造方法技术方案

一种功率转换器具有变压器，变压器具有三个初级绕组和三个次级绕组，三个初级绕组被配置用于在三角形配置中接收三相交变电流(AC)输入信号的相应相，每个次级绕组拆分成两个部分，其中这些部分在正六角形中耦合在一起。功率转换器包括整流器，整流器具有耦合于次级绕组的抽头与功率转换器的正输出之间的第一整流器路径和耦合于次级绕组的抽头与负输出之间的第二整流器路径。次级绕组之一可以相对于其它次级绕组反转。可以拆分初级绕组而对应次级绕组夹在初级的部分之间。路径之一可以具有与另一路径不同的电感。

AC/DC power conversion system and manufacturing method thereof

A power converter having a transformer, the transformer has three primary windings and three secondary windings, three primary windings is configured to receive the three-phase alternating current in a triangular configuration (AC) corresponding to the input signal phase, each secondary winding is split into two parts, these parts in the hexagonal coupled together. The power converter comprises a rectifier, rectifier rectifier first tap second path between the positive output path between the tap and the power converter rectifier is coupled to the secondary winding and coupled to the secondary winding and negative output. One of the secondary windings can be reversed relative to the other secondary windings. The primary winding can be split, and the secondary winding is sandwiched between the primary portions. One of the paths may have an inductance different from the other.

【技术实现步骤摘要】
AC/DC功率转换系统及其制造方法相关申请的交叉引用本申请按照35U.S.C119(e)要求对通过引用而完全结合于此、于2011年2月24日提交的第61/464,000号美国临时专利申请的优先权。
本公开内容主要地涉及用于将交变电流(AC)转换成直流(DC)的系统、方法和产品、比如AC/DC转换器，这些AC/DC转换器包括具有初级和次级绕组的变压器以及整流器。
技术介绍
AC/DC转换器常用来将交变电流源转换成直流电源。AC/DC转换器、比如在航空电子中使用的AC/DC转换器通常包括变压器和整流器。在许多应用中，变压器将具有第一电压电平的第一AC信号转换成具有第二电压电平的第二AC信号，并且整流器将第二AC信号转换成DC信号。变压器通常包括导电材料(比如接线)的至少两个绕组。绕组被间隔在一起充分近，使得流过一个绕组的电流将在它连接到负载时感应电流以在另一绕组中流动。驱动电流经过的绕组通常称为初级绕组，而其中感应电流的绕组通常称为次级绕组。变压器也可以包括芯、例如在绕组之间延伸的磁或者铁芯。整流器通常包括被配置用于将AC信号转换成DC信号的多个二极管或者闸流管。例如，全桥整流器可以用来将AC信号转换成DC信号。附加设备可以用来提供功率调控、比如相间变压器、平衡电感器、相间电抗器、滤波器等。在许多应用中，变压器尺寸和/或重量在实现实用和/或商业上成功的设备时是重要因素。例如，用于在航空电子中使用的功率转换器通常必须轻量级并且可能需要占用小体积。然而，这样的应用通常需要高性能、比如高电流、低噪声功率转换。许多应用可以附加地或者备选地需要低成本功率转换器。成本可以取决于包括材料类型、材料数量和/或制造复杂性的多个因素以及其它因素。
技术实现思路
在一实施例中，一种功率转换器，包括：变压器，变压器具有：三个初级绕组，被配置用于在三角形配置中接收三相交变电流(AC)输入信号的相应相；以及三个次级绕组，每个次级绕组拆分成两个部分，次级绕组的部分一起耦合成封闭正六角形而每个次级绕组的每个部分具有至少两个抽头并且抽头分布于封闭正六角形上的规则角度处；第一整流路径，耦合于次级绕组的抽头与功率转换器的正输出之间并且具有电感；以及第二整流路径，耦合于次级绕组的抽头与功率转换器的负输出之间并且具有与第一整流路径的电感不同的电感。在一实施例中，次级绕组之一具有与其它次级绕组的极性相反的极性。在一实施例中，初级绕组中的一个初级绕组具有其它初级绕组相反的极性，并且与该一个初级绕组对应的次级绕组具有与其它次级绕组相反的极性。在一实施例中，该一个初级绕组和对应次级具有相同极性。在一实施例中，每个初级绕组拆分成两个部分，并且每个次级绕组夹在对应初级绕组的两个部分之间。在一实施例中，第一整流路径包括12个整流器，每个整流器通过具有第一电感的相应耦合来耦合到次级绕组的相应抽头，并且第二整流路径包括12个整流器，每个整流器通过具有与第一电感不同的第二电感的相应耦合来耦合到次级绕组的相应抽头。在一实施例中，第一整流路径的耦合具有与第二整流路径的耦合的长度不同的长度。在一实施例中，第一整流路径的耦合各自包括电感器。在一实施例中，第一整流路径包括：第一多个整流器，具有耦合在一起的阴极；电感器，耦合于第一多个整流器的阴极与正输出之间；第二多个整流器，具有耦合在一起的阴极；以及电感器，耦合于第二多个整流器的阴极与正输出之间。在一实施例中，第一整流路径包括引线，引线具有第二整流路径的对应引线的长度不同的长度。在一实施例中，第一整流路径的电感是第二整流路径的电感的至少五倍。在一实施例中，次级绕组的抽头在正六角形上的基本上相同中心角度处分布。在一实施例中，次级绕组的一个部分上的两个抽头在次级绕组的部分的相邻匝上。在一实施例中，变压器包括三个基本上相同线圈，每个线圈包括初级绕组之一和对应次级绕组。在一实施例中，变压器包括变压器芯，并且线圈缠绕于变压器芯上。在一实施例中，线圈在彼此旁边定位于行中，并且中心线圈具有与其它线圈的极性不同的极性。在一实施例中，一种方法，包括：在差动配置中将变压器的三个初级绕组耦合在一起以接收三相交变电流的相应相；将变压器的三个次级绕组的拆分部分一起耦合成正六角形配置；提供在次级绕组上的规则角度处分布的多个抽头，每个拆分次级绕组部分具有至少两个抽头；在多个抽头与正输出之间形成第一整流路径，第一整流路径具有电感；并且在多个抽头与负输出之间形成第二整流路径，第二整流路径具有与第一整流路径的电感不同的电感。在一实施例中，变压器包括第一、第二和第三线圈，并且该方法包括：将第一、第二和第三线圈一起定位于行中而第二线圈分离第一和第三线圈，第二线圈的次级绕组具有与第一线圈和第三线圈的次级绕组的极性不同的极性。在一实施例中，初级绕组拆分成第一和第二初级部分，并且每个次级绕组的部分夹在相应初级绕组的第一和第二初级部分之间。在一实施例中，第一整流路径的电感是第二整流路径的电感的至少五倍。在一实施例中，一种功率转换器，包括：用于将三相交变电流(AC)功率信号转换成多相AC功率信号的装置；用于对多相AC功率信号进行整流的第一装置；用于对多相AC功率信号进行整流的第二装置；用于耦合的第一装置，用于将用于转换的装置耦合到用于整流的第一装置并且将用于整流的第一装置耦合到功率转换器的第一输出；以及用于耦合的第二装置，用于将用于转换的装置耦合到用于整流的第二装置并且将用于整流的第二装置耦合到功率转换器的第二输出，其中用于耦合的第一装置具有与第二用于耦合的装置的电感不同的电感。在一实施例中，用于转换的装置包括变压器，变压器具有：包括三个初级绕组的初级，三个初级绕组被配置用于在三角形配置中耦合到AC功率信号的相应相；以及包括三个次级绕组的次级，每个次级绕组对应于相应初级绕组并且拆分成两个部分，其中次级绕组的部分一起耦合成封闭六角形，并且次级绕组的每个部分包括至少两个抽头。在一实施例中，次级绕组中的两个次级绕组具有与其它次级绕组相反的极性。在一实施例中，初级绕组之一具有与其它初级绕组相反的极性，并且对应次级绕组具有与其它次级绕组相反的极性。在一实施例中，初级绕组各自拆分成两个部分，并且对应次级绕组的两个部分夹在对应初级绕组的两个部分之间。在一实施例中，用于耦合的第一装置包括耦合于用于整流的第一装置与用于转换的装置之间的电感器。在一实施例中，用于耦合的第一装置包括耦合于用于整流的第一装置与功率转换器的第一输出之间的电感器。在一实施例中，用于转换的装置被配置用于将三相交变电流(AC)功率信号转换成十二相AC功率信号，并且功率转换器被配置用于提供二十四脉冲直流电压。在一实施例中，用于耦合的第一装置的电感是用于耦合的第二装置的电感的至少五倍。在一实施例中，一种功率转换器，包括：用于将三相交变电流(AC)功率信号转换成十二相AC功率信号的装置；用于对多相AC功率信号进行整流的第一装置，耦合到用于转换的装置；以及用于对多相AC功率信号进行整流的第二装置，耦合到用于转换的装置和用于对多相AC功率信号进行整流的第一装置。在一实施例中，用于转换的装置包括变压器，变压器具有：包括三个初级绕组的初级，三个初级绕组被配置用于在三角形或者差动配置中耦合到AC功率信号的相应相；以及包括三个次级绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率转换器，包括：变压器，所述变压器具有：三个初级绕组，所述三个初级绕组被配置以用于在三角形配置中连接三相交变电流(AC)输入信号的相应相；以及三个次级绕组，每个次级绕组拆分成两个部分，所述次级绕组的所述部分一起耦合成封闭正六角形，每个次级绕组的每个部分具有至少两个抽头并且所述抽头分布于所述封闭正六角形上的规则角度处；第一整流路径，耦合于所述次级绕组的抽头与所述功率转换器的正输出之间，其中所述第一整流路径的整流器通过具有第一电感的耦合来耦合到所述功率转换器的正输出；以及第二整流路径，耦合于所述次级绕组的抽头与所述功率转换器的负输出之间，其中所述第二整流路径的整流器通过具有与所述第一整流路径的所述第一电感不同的第二电感的耦合来耦合到所述功率转换器的负输出，其中在运行中，电感的不同使得第一和第二整流路径将十二相AC信号转换为二十四脉冲直流电压，；以及所述第一整流路径和所述第二整流路径耦合于次级绕组的不同抽头。

【技术特征摘要】
2011.02.24 US 61/464,0001.一种功率转换器，包括：变压器，所述变压器具有：三个初级绕组，所述三个初级绕组被配置以用于在三角形配置中连接三相交变电流(AC)输入信号的相应相；以及三个次级绕组，每个次级绕组拆分成两个部分，所述次级绕组的所述部分一起耦合成封闭正六角形，每个次级绕组的每个部分具有至少两个抽头并且所述抽头分布于所述封闭正六角形上的规则角度处；第一整流路径，耦合于所述次级绕组的抽头与所述功率转换器的正输出之间，其中所述第一整流路径的整流器通过具有第一电感的耦合来耦合到所述功率转换器的正输出；以及第二整流路径，耦合于所述次级绕组的抽头与所述功率转换器的负输出之间，其中所述第二整流路径的整流器通过具有与所述第一整流路径的所述第一电感不同的第二电感的耦合来耦合到所述功率转换器的负输出，其中在运行中，电感的不同使得第一和第二整流路径将十二相AC信号转换为二十四脉冲直流电压，；以及所述第一整流路径和所述第二整流路径耦合于次级绕组的不同抽头。2.根据权利要求1所述的功率转换器，其中选择电感的不同，使得所述次级绕组的输出彼此被移位15度。3.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述次级绕组之一具有与其它次级绕组的极性相反的极性。4.根据权利要求3所述的功率转换器，其中每个初级绕组拆分成两个部分，并且每个次级绕组夹在对应初级绕组的两个部分之间。5.根据权利要求1所述的功率转换器，其中每个初级绕组拆分成两个部分，并且每个次级绕组夹在对应初级绕组的两个部分之间。6.根据权利要求1所述的功率转换器，其中：所述第一整流路径包括12个整流器；以及所述第二整流路径包括12个整流器。7.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述第一整流路径包括引线，所述引线具有与所述第二整流路径的对应引线的长度不同的长度。8.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述第一整流路径的所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡斯·弗曼斯基，兰迪·斯蒂芬森，
申请(专利权)人：克兰电子公司，
类型：发明
国别省市：美国,US