[发明专利]减少并行模块化转换器系统内的循环电流和相位间失衡

说明书

本申请公开了减少并行模块化转换器系统内的循环电流和相位间失衡。公开了一种系统和方法，用于给交通工具提供功率，具有更低的循环电流和相位间的失衡。所述系统可以包括多个并行模块转换器，用于将每个电负载优先化并且分配给一个或多个并行模块化转换器模块。所述系统还可以包括负载平衡器，用于确保所述并行模块化转换器模块的性能(即，阻抗)的差异不产生循环电流或相位间的失衡。所述负载平衡器可以监测所述多个并行模块化转换器模块的输出并且修改输入，以均衡和/或同步所述输出。

技术领域

本公开的实施方式总体上涉及功率管理，并且具体而言，涉及一种用于控制并行模块化转换器系统内的相位间失衡并减少循环电流的系统和方法。

背景技术

现代交通工具使用大量电子设备、电动机、加热器以及其他电气驱动设备。电动机尤其普遍存在于现代交通工具(包括飞机)内，并且给从液压泵到舱室通风机的所有东西提供动力。传统上，这些电动机中的每个电动机由单独的电动机控制器驱动。每个电动机控制器被定尺寸为能够传送向全功率下的其相应电动机供电所需要的最大电流量持续延长的时间段(并且出于安全起见，通常包括一些额外容量)，而不过热或发生故障。

结果，每架飞机携带过量的电动机控制器，每个控制器具有过大的尺寸并且大部分时间未充分利用。换言之，电动机控制器包括足够的容量，以使全功率的电动机运行更长的时间段加上安全裕度，但是电动机很少(如果有的话)以全容量运行。这是因为电动机本身内建有某种安全裕度，并且因为在大部分时间，电动机在更低需求的状态下操作(例如，舱室通风机并非始终“打开”)。此外，一些电动机仅仅偶尔或者在特定的航段期间使用，在剩余的时间不使用。结果，飞机的重型昂贵的电动机控制器的很多定额设备需要以闲置或者明显低于其额定功率输出的方式度过其大部分使用寿命，。

因此，需要一种系统架构，该系统架构能够使用多个、模块化、可分配的、动态可重新配置的并行电动机控制器，这些控制器可以单独地或者与其他并行电动机控制器同时工作，以满足功率控制需要。系统应在必要时能够将一个或多个并行控制器分配给飞机内的每个活动的电负载，以满足现有功率需求。系统应能够使用这种并行控制器，同时尽可能最小化相位间的失衡并且减少循环电流。本公开的实施方式主要涉及这种系统。

发明内容

应理解的是，提供这个发明内容以通过简化的形式介绍下面在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这个发明内容并非旨在用于限制所要求的主题的范围。

本公开的实施方式涉及与模块化配电相关的系统和方法以及用于电负载的功率转换系统。该系统可以包括连接的多个并行模块化转换器模块(“模块”)，以形成并行模块化转换器(“转换器”)。系统和方法可以同时并且并行地操作多个模块，同时保持每个模块的大体上相等的输出。

讨论的特征、功能以及优点可以在本公开的各种实施方式中单独实现，或者可以在其他实施方式中合并，参照以下描述和附图，可以看出其进一步细节。

附图说明

图1是描述根据本公开的一些实施方式的在高压DC输入应用中的并行模块化转换器内使用的并行模块化转换器模块(“模块”)的电气原理图；

图2是描述根据本公开的一些实施方式的在AC输入应用中的并行模块化转换器内使用的模块的电气原理图；

图3A至图3C是描述根据本公开的一些实施方式的在高压DC电流机构内使用多个模块的并行模块转换器(“转换器”)的电气原理图；

图4是描述根据本公开的一些实施方式的输出配置的电气原理图；

图5是描述根据本公开的一些实施方式的在高压DC输入应用内具有共享控制器的替换模块的电气原理图；

图6A至图6C是描述根据本公开的一些实施方式的在高压DC输入应用内的替换转换器的电气原理图；