[发明专利]具有自交错启动的并行电力转换器

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求由于Stephen Guthrie和Subarna Pal在2011年6月24日提交的题为“Parallel Module Start-up Using Auto-stagger”的美国临时申请No.61/500,710的优先权，其与本申请被共同受让并且通过引用而被合并于此。

技术领域

本申请一般针对电力转换，更具体地，针对电力转换单元、操作电力转换单元的方法和采用该电力转换单元的电力转换系统。

背景技术

如果在每个输出端上不使用隔离电路（例如，OR-ing二极管或FET）来防止将电流吸收到电力转换单元中，则被设计具有同步整流器输出场效应晶体管（FET）或其它电力开关技术并且与利用电流共用的电压下降的并行输出连接的DC-DC电力转换单元在启动期间可能具有反向电流问题。输出电压下降是输出电压调整设定点根据输出电流减小的特征。例如，空载时的输出电压设定点可以是12.0Vdc，并且在满载时可以减小到11.5Vdc。除非电力转换单元在理想的同步的情况下开始，否则由于开始的第一单元将为那些以后接通的单元提供预偏置条件，因此当使用正常的软启动接通序列加电时，一个或多个单元可能吸收电流。所述吸收或反向电流可能与一个或多个源单元的过电流保护电平一样大，并且可能对吸收电流的那些单元引起损害。

发明内容

本公开的实施例提供一种电力转换单元、操作电力转换单元的方法和电力转换系统。

在一个实施例中，所述电力转换单元包括具有耦接到共用输出总线的转换器输出端的电力转换器。所述电力转换单元还包括被配置为产生对于该电力转换器的启动延迟的延迟发生器，其中如果共用输出总线上的总线电压的预偏置值大于预定义的阈值，则激活该启动延迟。另外，该电力转换单元包括被配置为在启动延迟之后控制该转换器输出端并且在电力转换器的启动期间保持转换器输出端的电流源条件的电压控制器。

在另一个方面中，所述操作电力转换单元的方法包括：在启动电力转换器之前测量共用输出总线上的总线电压，当共用输出总线上的总线电压的预偏置值大于预定义的阈值时，产生用于该电力转换器的启动延迟。该方法还包括：在启动延迟之后控制该电力转换器以在电力变换器的启动期间保持电流源条件。

在另一个方面中，该电力转换系统包括共用输出总线和耦接到该共用输出总线的多个电力转换单元。每个电力转换单元包括具有耦接到该共用输出总线的转换器输出端的电力转换器和在共用输出总线上的总线电压的预偏置值大于预定义的阈值时产生用于该电力转换器的启动延迟的延迟发生器。每个电力转换单元还包括在启动延迟之后控制该转换器输出端并且在电力转换器的启动期间保持转换器输出端的电流源条件的电压控制器。该电力转换系统还包括耦接到该共用输出总线的负载。

前面已经概述了本公开的优选和可替换的特征，以使得本领域技术人员以更好地理解下述公开的详细描述。在下文中将描述本公开的形成本公开的权利要求书的主题的附加特征。本领域技术人员将理解，他们可以容易地使用公开的构思和特定的实施例作为设计或修改用于执行本公开的相同目的的其它结构的基础。

附图说明

现在结合附图进行以下描述，其中：

图1示出了采用根据本公开的原理构造的二级控制结构的电力转换单元的框图；

图2示出了具有与服务公共负载的输出总线连接的一对电力转换单元的电力转换系统的框图；

图3示出了显示用于图2的第一和第二电力转换单元的电力转换系统启动序列的波形的集合；

图4示出了显示与服务公共负载的输出总线连接的多个电力转换单元的另一个电力转换系统的框图；

图5示出了显示用于图4的第一、第二和第三电力转换单元的转换器启动序列的波形的另一个集合；和

图6示出了根据本公开的原理执行的操作电力转换单元的方法的实施例的流程图。

具体实施方式

已经提出了许多技术来提供没有反向电流流入输出端的软启动。这些中的一个在由Reddy等人在2012年五月17日提交的题为“Monotonic Pre-Bias Start-Up Of A DC-DC Converter”的美国专利申请序列号No.13/474,578中描述，该申请与本公开共同受让并且通过引用合并于此。在此方法中，电压控制器测量DC-DC转换器的输出端上的预偏置电压。如果检测到预偏置电压，则电压控制器计算将产生稍大于预偏置电压的初始输出电压的占空系数。