[发明专利]基于电池的DC/DC转换器

说明书

技术领域

本发明总体上涉及DC/DC转换器。更具体而言，本发明涉及应用由电池构成的受控电压源的DC/DC转换器。

背景技术

在许多输电应用中(例如在电压源转换器中)对于通常被标记为多级转换器电池的级联转换器电池的感兴趣。

这些电池提供离散的电压电平，可以组合该离散的电压电平以便AC与DC之间的转换。每个电池在这里由被与两个用于形成半桥转换器电池的开关元件串联的能量存储元件(典型地是电容器)构成。这些电池典型地具有两个连接端子，其中在两个开关元件之间的接合点中提供第一个连接端子，并且在其中一个开关元件与能量存储元件之间的接合点中提供第二连接端子。第二端子在该半桥电池中的放置定义了电池类型，其中，该第二端子可以被放置在其中一个开关元件与能量存储元件之间的接合点处。第二端子在第一该接合点处的放置因此定义了第一类型的半桥电池，而第二连接端子在第二该接合点处的放置定义了第二类型的电池。

在DE 10103031中关于电压源转换器总体描述了这些类型的电池。

Colin Oates于2009年9月在第13届欧洲电力电子和应用会议(13th European Conference on Power Electronics and Applications，2009.EPE′09)的“A methodology for developing‘Chainlink’converters”的第1-10页中描述了该电池在DC/DC转换器的使用。在该类型的转换器中，电池串被配置为向一对DC端子提供DC电压。它们还被配置为向变压器提供AC电压。在该变压器的另一侧，在AC电压与另一对DC端子的另一个DC电压之间进行对应的转换。多亏该变压器，在两个DC电压可能具有不同的大小的情况中能够进行电压调整。另外，可以将两对DC端子彼此电流隔离。但是，Oates所描述的转换器在变压器的两侧都需要两组转换器电池，每个串能够提供DC电压并且还产生所述AC电压。该技术方面因此可能是昂贵的。

在例如US 6,349,044、US 7,061,777和US 6,771,518中描述了基于除了电池之外的其他类型的转换元件的各种DC/DC转换器。

鉴于上文所述，因此需要一种比以前已知的基于电池的DC/DC转换器更加成本有效的基于电池的DC/DC转换器。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种更加成本有效的基于电池的DC/DC转换器。

根据本发明的一个方面，通过一种DC/DC转换器来解决该目的，该DC/DC转换器包括：

在第一DC端子与第二DC端子之间伸展的第一转换分支，

在该第一转换分支的第半中的第一可控电压源，

在该第一转换分支的第二半中的第二可控电压源，

在AC与DC之间转换并且在一端连接到第三DC端子和第四DC端子的转换单元，以及

变压器，其具有：

连接在第一互连分支中的初级绕组，该第一互连分支在第一接合点与第一电势之间伸展，该第一可控电压源和该第二可控电压源在该第一接合点处彼此连接，该第一电势位于该第一DC端子与该第二DC端子的电势之间的中间，以及

连接到该转换单元的另一端的次级绕组。

本发明具有大量优点。其经济并且成本有效。将其与具有降低的谐波失真数量同时还允许DC电压的不同大小和电流隔离的转换器的输出组合。

附图说明

下文将参考附图来描述本发明，其中：

图1示意性地示出了根据本发明被连接在两个直流输电系统之间的DC/DC转换器，

图2示意性地示出了根据本发明的第一实施方式包括基于电池的可控电压源的DC/DC转换器，

图3示意性地示出了在可控电压源中使用的第一类型电池的结构，

图4示意性地示出了在可控电压源中使用的第二类型电池的结构，

图5A示意性地示出了第一类型可控电压源，

图5B示意性地示出了第二类型可控电压源，

图5C示意性地示出了第三类型可控电压源，

图6示出了DC/DC转换器的转换分支中的电压源电压以及通过这些电压源电压形成的差分模式AC电压和共模DC电压，

图7示意性地示出了根据本发明的第二实施方式的DC/DC转换器，以及

图8示意性地示出了根据本发明的第三实施方式的DC/DC转换器

具体实施方式