[发明专利]交错式转换器

说明书

本公开的实施例涉及一种包括第一支路和第二支路的电压转换器电路。第一支路耦合在第一DC端子与第二DC端子之间并且包括围绕磁芯的第一绕组和第二绕组。第一绕组和第二绕组经由公共节点耦合到AC端子。第二支路与第一支路并联地耦合在第一DC端子与第二DC端子之间并且包括围绕磁芯的第三绕组。第三绕组耦合到AC端子使得第一支路和第二支路被配置为将第一电压转换为第二电压。第一绕组、第二绕组和第三绕组被配置为使以下项彼此增强：由第一支路中的第一电流的差模(DM)分量生成的磁通量，以及由第二支路中的第二电流的DM分量生成的磁通量。

技术领域

本公开的示例实施例总体上涉及电气装置，并且更具体地涉及电压转换器电路和包括该电压转换器电路的装置。

背景技术

交错是一种有前景且经过验证的技术，用于实现低成本和高效率功率转换器。各种拓扑结构的交错式转换器已应用于电动汽车(EV)充电机、不间断电源系统(UPS)、太阳能或风能转换器。

例如，在EV充电机的电源模块中，第一级是功率因子校正(PFC)，PFC将来自AC电网的交流(AC)电压转换为稳定的用于对后续DC-DC转换器馈电的直流(DC)总线电压。在各种交错式转换器中，交错式Vienna拓扑结构及其变体被广泛采用。

美国专利US8395913B2描述了Vienna拓扑结构的这种方法。然而，这类拓扑结构通常需要在交错支路外部设置诸如自耦变压器等附加组件，因此其应用可能受到限制。

发明内容

本公开的示例实施例提出了一种交错式电压转换器的解决方案。

在第一方面，提供了一种包括第一支路和第二支路的电压转换器电路。第一支路耦合在第一DC端子与第二DC端子之间并且包括围绕磁芯的第一绕组和第二绕组。第一绕组和第二绕组经由公共节点耦合到AC端子。第二支路与第一支路并联地耦合在第一DC端子与第二DC端子之间并且包括围绕磁芯的第三绕组。第三绕组耦合到AC端子使得第一支路和第二支路被配置为将第一电压转换为第二电压。第一绕组、第二绕组和第三绕组被配置为使以下项彼此增强：由第一支路中的第一电流的差模(DM)分量生成的磁通量，以及由第二支路中的第二电流的DM分量生成的磁通量。

在第二方面，提供了一种电气系统。该电气系统包括第一方面的电压转换器电路和控制中心。控制中心被配置为接收电压转换请求；并且基于该请求控制电压转换器电路提供转换电压。

在第三方面，提供了一种用于制造电压转换器电路的方法。该方法包括提供第一支路，第一支路耦合在DC端子与第二DC端子之间并且包括围绕磁芯的第一绕组和第二绕组。第一绕组和第二绕组经由公共节点耦合到交流端子。该方法还包括第二支路，第二支路与第一支路并联地耦合在第一DC端子与第二DC端子之间并且包括围绕磁芯的第三绕组。第三绕组耦合到AC端子使得第一支路和第二支路被配置为将第一电压转换为第二电压。该方法还包括将第一绕组、第二绕组和第三绕组配置为使以下项彼此增强：由第一支路中的第一电流的DM分量生成的磁通量，以及由第二支路中的第二电流的DM分量生成的磁通量。

根据本公开的实施例，根据本公开的实施例的转换器可以基于所提出的拓扑结构实现期望的效率。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，本文中公开的示例性实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更加清楚。在附图中，本文中公开的若干示例实施例将以示例和非限制性方式示出，在附图中：

图1示出了根据本公开的一些示例实施例的AC-DC电气系统；

图2示出了根据本公开的一些示例实施例的转换器的示例；

图3示出了根据本公开的一些示例实施例的图2的转换器的相位电路的示例；

图4示出了根据本公开的一些示例实施例的图3的相位电路中的电流的共模分量的示例；