【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有自适应动态效率优化的高效、并联的功率转换系统相关专利申请本申请要求于2018年10月30日提交的美国临时专利申请序列号62/752,893,的优先权，并且要求于2019年03月13日提交的美国临时专利申请序列号62/817,651,的优先权，并且其中前述申请的内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及功率转换系统，并且更具体地涉及优化系统部件的功率使用的功率转换系统。
技术介绍
常规的功率转换系统是已知的并且通常采用磁性类型的功率转换器来将功率参数(诸如电流或电压)从第一水平转换到第二水平。通常的磁性类型的功率转换器采用变压器在第一水平与第二水平之间转换功率。如此，如果功率从第一水平增加到第二水平，则功率转换器被称为升压功率转换器。类似地，如果功率从第一水平降低到第二水平，则功率转换器被称为降压功率转换器。使用常规磁性类型的功率转换器的缺点是它们通常采用围绕磁芯布置的绕组，因此存在与其相关联的功率损耗。此外，传统的磁性变压器和逆变器的效率曲线通常在额定负载的50％左右达到峰值，然后随着负载向最大额定负载移动而开始下降。传统变压器在低负载下也遭受类似的效率下降。在低负载下效率低下的主要原因是：由于操作控制电路装置和设备驱动器而导致的功率损耗，控制电路装置和设备驱动器被配置为切换大型开关晶体管的高电容栅极；并且在高负载下效率低下的主要原因是高电流下的电阻损耗。
技术实现思路
本专利技术涉及一种功率转换系统，其采用控制器来控制功率转换器的阵列的操作。控制器通过确保适当数目的功率转...
【技术保护点】
1.一种用于控制电力系统中的多个功率转换器的系统，包括：/n多个功率转换器，形成用于在第一功率水平与第二功率水平之间转换功率的阵列，/n公共输入电力线，在输入侧上被耦合到所述多个功率转换器，以用于以所述第一功率水平提供输入功率，/n公共输出电力线，在输出侧上被耦合到所述多个功率转换器，以用于以所述第二功率水平向负载提供输出功率，/n控制器，被耦合到所述多个功率转换器，以用于控制所述功率转换器的功率输出，/n输入感测电路，被耦合到所述公共输入电力线和所述控制器，以用于感测所述公共输入电力线上的所述输入功率，并且用于将输入功率信号传输到所述控制器，以及/n输出感测电路，被耦合到所述公共输出电力线和所述控制器，以用于感测所述公共输出电力线上的所述输出功率，并且将输出功率信号传输到所述控制器，/n其中所述控制器被配置为：控制所述多个功率转换器中的每个功率转换器，以便根据所感测的输入功率和所感测的输出功率，将所述多个功率转换器中的每个功率转换器转变为接通状态或关断状态，使得所述多个功率转换器中处于所述接通状态的一个或多个功率转换器在最佳功率效率范围内操作。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181030 US 62/752,893;20190313 US 62/817,6511.一种用于控制电力系统中的多个功率转换器的系统，包括：
多个功率转换器，形成用于在第一功率水平与第二功率水平之间转换功率的阵列，
公共输入电力线，在输入侧上被耦合到所述多个功率转换器，以用于以所述第一功率水平提供输入功率，
公共输出电力线，在输出侧上被耦合到所述多个功率转换器，以用于以所述第二功率水平向负载提供输出功率，
控制器，被耦合到所述多个功率转换器，以用于控制所述功率转换器的功率输出，
输入感测电路，被耦合到所述公共输入电力线和所述控制器，以用于感测所述公共输入电力线上的所述输入功率，并且用于将输入功率信号传输到所述控制器，以及
输出感测电路，被耦合到所述公共输出电力线和所述控制器，以用于感测所述公共输出电力线上的所述输出功率，并且将输出功率信号传输到所述控制器，
其中所述控制器被配置为：控制所述多个功率转换器中的每个功率转换器，以便根据所感测的输入功率和所感测的输出功率，将所述多个功率转换器中的每个功率转换器转变为接通状态或关断状态，使得所述多个功率转换器中处于所述接通状态的一个或多个功率转换器在最佳功率效率范围内操作。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个功率转换器中的每个功率转换器包括用于将所述功率从所述第一功率水平转换为所述第二功率水平的开关电容器型DC-DC降压功率转换器，其中所述第二功率水平低于所述第一功率水平。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述功率转换器中的每个功率转换器包括DC-DC功率转换器、DC-AC功率转换器或AC-DC功率转换器。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个功率转换器中的每个功率转换器包括多个电容器，所述多个电容器存储了与所述每个功率转换器相关联的功率。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述多个电容器以并联布置、串联布置、并联-串联布置或串联-并联布置电连接。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器包括处理器、查找表和用于存储指令的存储器，所述指令在被所述处理器接收时，指示所述处理器：
确定跨所述多个功率转换器中的一个或多个功率转换器的所述功率，以及
基于所述一个或多个功率转换器的所述功率，访问所述查找表并且从中确定所述控制器将所述多个功率转换器中的哪个功率转换器置于所述接通状态和所述关断状态。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器包括：
存储器单元，用于存储用于控制所述多个功率转换器的指令，
信号调节器，用于调节所述输入功率信号和所述输出功率信号并且生成经调节的输出功率信号，
AC-DC转换器，用于将所述经调节的输出功率信号转换为DC经调节的输出功率信号，以及
处理器，用于处理所述DC经调节的输出功率信号，并且用于基于所存储的指令来生成控制器输出信号，所述控制器输出信号用于控制所述多个功率转换器中的一个或多个功率转换器，以便将所述多个功率转换器转换为所述接通状态和所述关断状态。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述经调节的输出功率信号具有经调节的输出电压分量和经调节的输出电流分量，并且其中所述处理器包括：
滤波器单元，用于平均所述经调节的输出功率信号中的所述经调节的输出电压分量和所述经调节的输出电流分量，
功率确定单元，用于基于所述经调节的输出电压分量和所述经调节的输出电流分量的平均值来确定跨所述多个功率转换器中的一个或多个功率转换器的功率，并且生成功率确定输出信号，
迟滞单元，用于减少所述功率确定输出信号中的噪声，以及
查找表，用于存储与跨所述多个功率转换器中的至少一个功率转换器的多个功率水平相关联的信息，所述至少一个功率转换器与将被置于所述接通状态或所述关断状态的多个功率转换器相关。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述控制器基于所述查找表来生成一个或多个输出控制信号，以用于将所述多个功率转换器中的一个或多个功率转换器转换为所述接通状态和所述关断状态。
10.根据权利要求9所述的系统，其中跨所述控制器的所述功率水平对应于所述负载的功率要求。
11.根据权利要求7所述的系统，其中所述输入功率信号具有输入电压分量和输入电流分量，并且所述输出功率信号具有输出电压分量和输出电流分量，并且其中所述信号调节器还包括：
电压调节单元，用于缓冲所述输入电压分量和所述输出电压分量，以从中去除噪声并且将所述输入电压分量和所述输出电压分量缩放到选择的电压水平，以供所述控制器使用，以及
电流调节单元，用于对所述输入电流分量和所述输出电流分量进行滤波。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述电流调节单元包括用于对所述输入电流分量和所述输出电流分量进行滤波的低通滤波器。
13.根据权利要求1所述的系统，还包括：
信号调节器，用于调节所述输入功率信号和所述输出功率信号并且生成经调节的输出功率信号，
时钟选择单元，被耦合到所述控制器和所述多个功率转换器，以用于改变所述多个功率转换器中的一个或多个功率转换器的频率，以及
比较单元，被耦合到所述控制器和所述选择单元。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器生成第一输出控制信号，并且其中所述比较单元接收所述经调节的输出功率信号和所述第一输出控制信号，并且作为响应生成输出比较信号。
15.根据权利要求4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·扬，
申请(专利权)人：阿吉利泰电力系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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