在矩阵转换器中减小瞬变电压峰值的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及在矩阵转换器中减小瞬变电压峰值的系统和方法。具体地，提供了用于使用能量转换模块传输能量的系统和方法，所述能量转换模块包括一个或多个开关元件。示例性电气系统包括DC接口；AC接口；隔离模块；第一转换模块，其联接在所述DC接口和所述隔离模块之间；以及第二转换模块，其在所述AC接口和所述隔离模块之间。控制模块配置成操作所述第一转换模块以在断开所述开关元件之前提供注入电流到所述第二转换模块，从而减小通过所述第二转换模块的开关元件的电流大小。

【技术实现步骤摘要】

在此描述的专利技术主题的实施例一般涉及机动车辆中的电气系统，且更具体地，本专利技术主题的实施例涉及使用一个或多个电感元件的能量传输系统。
技术介绍
矩阵转换器可用于电动车辆和/或混合动力车辆中，以适应在相对较宽范围的操作电压下的相对较高的功率传输，而同时实现电流隔离、相对较高的功率因数、低谐波畸变、相对较高功率密度和低成本。例如，双向隔离矩阵转换器可用于将能量从交流(AC)能量源(例如，在大多数住宅和商用建筑物中常用的单相电网电力)传输以充电直流(DC)能量储存元件(例如在车辆中的可再充电电池)。经常，电感器出现在AC能量源和矩阵转换器之间。中断电感电流会导致跨矩阵转换器的部件的不希望和潜在破坏性电压峰值。在开关循环期间，矩阵转换器在工作周期中使电感电流循环(或自由旋转)和传输能量(或电流)到DC能量存储元件之间交替，从而获得从AC能量源传递流到DC能量存储元件的所需功率。然而，由于矩阵转换器硬件内部的寄生和泄漏电感，从电感电流循环到传输能量的过渡也会产生跨矩阵转换器的部件的不希望和潜在破坏性电压峰值。解决这一问题的通常方法包括使用缓冲器电路，其配置成跨矩阵转换器的开关电气并联。然而，这种方法增加了系统的耗损部件从而降低效率和提高成本。另一种方法包括通过添加谐振电感器或准谐振缓冲器而使用软开关技术。这种方法也增加了部件，降低了效率和提高了成本和电路复杂性。
技术实现思路
根据一个实施例，提供一种电气系统。电气系统包括第一接口 ；第二接口 ；隔离模块；第一转换模块；第二转换模块和控制模块。第一转换模块联接在所述第一接口和所述隔离模块之间；第二转换模块联接在所述第二接口和所述隔离模块之间。控制模块联接到所述第一转换模块和所述第二转换模块，并且所述控制模块配置成操作所述第一转换模块以提供注入电流到所述第二转换模块，从而在断开所述第一开关元件之前减小通过所述第二转换模块的开关元件的电流大小。根据另一个实施例，提供一种用于使用能量转换模块传输能量的方法，所述能量转换模块包括开关元件，所述开关元件联接到电感元件。所述方法包括闭合所述开关元件以传导开关电流在第一节点到第二节点之间通过所述开关元件。所述开关电流包括至少一些通过所述电感元件的电流。所述方法通过在所述第一节点提供注入电流而继续，其中所述注入电流减小所述开关电流的大小。并且当所述开关电流的大小低于阈值时断开所述开关元件。在另一个实施例中，提供一种电气系统。所述电气系统包括直流(DC)接口 ；交流 (AC)接口 ；隔离模块，其包括第一组绕组，所述第一组绕组磁耦合到第二组绕组；第一转换模块，其联接在所述DC接口和所述第一组绕组之间；第二转换模块，其联接到所述第二组绕组；电感元件，其联接在所述第二转换模块和所述AC接口之间；以及控制模块，其联接到所述第一转换模块和所述第二转换模块。所述控制模块配置成操作所述第二转换模块以使电流循环通过所述电感元件；以及操作所述第一转换模块以在操作所述第二转换模块之前提供通过所述第二组绕组的注入电流，从而将能量从所述电感元件传输到所述DC接口。提供本
技术实现思路
用以通过简化形式介绍精选思路，其将在下文中的详细描述中进一步描述。本
技术实现思路
不用于确认所要求的专利技术主题的关键特征或实质特征，也不用于辅助确定所要求的专利技术主题的范围。本专利技术还提供了以下方案 1. 一种电气系统，包括第一接口 ； 第二接口 ； 隔离模块；第一转换模块，其联接在所述第一接口和所述隔离模块之间； 第二转换模块，其联接在所述第二接口和所述隔离模块之间，所述第二转换模块包括第一开关元件；以及控制模块，其联接到所述第一转换模块和所述第二转换模块，其中所述控制模块配置成操作所述第一转换模块以提供注入电流到所述第二转换模块，从而在断开所述第一开关元件之前减小通过所述第一开关元件的电流大小。2.如方案1所述的电气系统，其中 所述第一接口包括直流(DC)接口 ；所述第二接口包括交流(AC)接口 ；以及所述控制模块配置成在操作所述第二转换模块之前提供所述注入电流以将能量从所述AC接口传输到所述DC接口。3.如方案1所述的电气系统，其中，所述隔离模块包括 第一节点，其联接到所述第一转换模块；第二节点，其联接到所述第一转换模块； 第一组绕组，其联接在所述第一节点和所述第二节点之间； 第三节点，其联接到所述第二转换模块； 第四节点，其联接到所述第二转换模块；以及第二组绕组，其联接在所述第三节点和所述第四节点之间，所述第一组绕组和所述第二组绕组磁耦合，其中所述控制模块配置成操作所述第一转换模块以提供通过所述第二组绕组的所述注入电流。4.如方案3所述的电气系统，进一步包括电感元件，其联接在所述第二转换模块和所述第二接口之间。5.如方案4所述的电气系统，其中所述第二转换模块包括一组开关元件，其配置成允许电流以第一方向通过所述电感元件，所述一组开关元件包括所述第一开关元件；以及所述控制模块配置成闭合所述一组开关元件的每个开关元件从而在断开所述第一开关元件之前使电流以所述第一方向循环通过所述电感元件。6.如方案5所述的电气系统，其中，所述注入电流减小通过所述电感元件的电流的比例，所述通过所述电感元件的电流流过所述第一开关元件。7.如方案4所述的电气系统，其中，所述控制模块配置成操作所述第一转换模块，从而以受通过所述电感元件的电流大小影响的方式提供所述注入电流。8.如方案7所述的电气系统，其中，所述控制模块配置成操作所述第一转换模块，从而以受所述第一接口处的电压大小影响的方式提供所述注入电流。9.如方案3所述的电气系统，其中所述第一转换模块包括第二开关元件和第三开关元件，所述第二开关元件联接在所述第一节点和所述第一接口之间，所述第三开关元件联接在所述第二节点和所述第一接口之间；以及所述控制模块配置成闭合所述第二开关元件和所述第三开关元件以提供所述注入电流。10.如方案9所述的电气系统，进一步包括电感元件，其联接在所述第二转换模块和所述第二接口之间，其中所述控制模块配置成至少部分基于通过所述电感元件的电流大小确定用于闭合所述第二开关元件和所述第三开关元件的命令信号。11.如方案9所述的电气系统，其中，所述控制模块配置成确定用于闭合所述第二开关元件和所述第三开关元件的命令信号，所述命令信号被确定使得所述注入电流的大小导致当所述第一开关元件断开时通过所述第一开关元件的电流基本上等于0。12. 一种用于使用能量转换模块传输能量的方法，所述能量转换模块包括开关元件，所述开关元件联接到电感元件，所述方法包括闭合所述开关元件以传导开关电流在第一节点到第二节点之间通过所述开关元件，所述开关电流包括至少一些通过所述电感元件的电流；在所述第一节点提供注入电流，其中所述注入电流减小所述开关电流的大小；以及当所述开关电流的大小低于阈值时断开所述开关元件。13.如方案12所述的方法，其中提供所述注入电流包括操作联接在隔离模块和直流(DC)接口之间的第一转换模块以将所述注入电流提供到联接到交流(AC)接口的第二转换模块； 所述第二转换模块包括所述开关元件；以及所述电感元件联接在所述第二转换模块和所述AC接口之间。14.如方案13所述的方法，进一步包括至少部分基于通过所述电感元件的电流和所述DC接口处的电压确定用于所述第一转换模本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电气系统，包括：第一接口；第二接口；隔离模块；第一转换模块，其联接在所述第一接口和所述隔离模块之间；第二转换模块，其联接在所述第二接口和所述隔离模块之间，所述第二转换模块包括第一开关元件；以及控制模块，其联接到所述第一转换模块和所述第二转换模块，其中所述控制模块配置成操作所述第一转换模块以提供注入电流到所述第二转换模块，从而在断开所述第一开关元件之前减小通过所述第一开关元件的电流大小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：LA卡霍克，M佩里西克，RM兰索姆，
申请(专利权)人：LA卡霍克，M佩里西克，RM兰索姆，
类型：发明
国别省市：US