具有预充电操作模式的电力转换器的制作方法

技术特征：
1.一种用于将具有三个相电压的ac信号转换成dc信号的电转换器(100，200，300，400，500)，包括：三个相端子(a，b，c)以及第一dc端子(p)和第二dc端子(n)，第一转换器级(11)，该第一转换器级包括三相桥式整流器(24)和相选择器(25)，该三相桥式整流器将该三个相端子连接到上部中间节点(x)和下部中间节点(y)，该相选择器包括将该三个相端子连接到中部中间节点(z)的第一有源开关(s
aza
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bzb
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)，输出滤波器(15)，该输出滤波器包括连接在该第一dc端子与该第二dc端子(p，n)之间的至少一个电容器(s
pm
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mn
)，第二转换器级(12)，该第二转换器级布置在该第一转换器级与该输出滤波器之间，其中，该第二转换器级包括开关节点(t)和将该开关节点(t)连接到该第一dc端子和该第二dc端子(p，n)中相应的一个端子的一对第二开关(s
pz
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zn
)，其中，该中部中间节点(z)连接到该开关节点(t)，以及控制器(40)，该控制器以第一操作模式实施，用于将该ac信号转换成该dc信号，其特征在于：该控制器(40)以第二操作模式实施，其中，该电转换器被配置为将该上部中间节点(x)和/或该下部中间节点(y)与所有这些相端子(a，b，c)断开连接，并且其中，该控制器被配置为控制这些第一开关(s
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)的切换，同时保持该上部中间节点(x)或该下部中间节点(y)与所有这些相端子(a，b，c)断开连接，以便允许电流在该中部中间节点(z)与该输出滤波器(15)之间流动，从而允许在启动期间逐步提高跨这些输出端子(p，n)两端的电压。2.如权利要求1所述的电转换器，其中，在该第二操作模式下，该控制器被配置为控制这些第一开关(s
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)，以便：将这三个相电压中的具有比该第一dc端子(p)处的电压更高的下降电压的相电压施加到该中部中间节点(z)，或者将这三个相电压中的具有比该第二dc端子(n)处的电压更低的上升电压的相电压施加到该中部中间节点(z)。3.如权利要求1或2所述的电转换器，包括第三开关(23，43)，该第三开关被配置为中断该三相桥式整流器(16，17，18)与该上部中间节点(x)、该下部中间节点(y)、或者该上部中间节点和该下部中间节点之间的电连接，其中，该第三开关在该第一操作模式下闭合，并且其中，该第三开关在该第二操作模式下保持断开。4.如权利要求3所述的电转换器，其中，该第三开关(23)连接在该三相桥式整流器(11，211)的上部节点与该上部中间节点(x)之间。5.如权利要求3或4所述的电转换器，其中，该第三开关(43)连接在该三相桥式整流器(11，211)的下部节点与该下部中间节点(y)之间。6.如权利要求3至5中任一项所述的电转换器，其中，该第三开关(23，43)是半导体开关。7.如权利要求3至5中任一项所述的电转换器，其中，该第三开关是继电器。8.如前述权利要求中任一项所述的电转换器，其中，在该第一操作模式下，该控制器被配置为根据切换模式来控制这些第一开关(s
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)的切换，在该切换模式下，具有该三个相电压中最小瞬时绝对电压值的相端子连接到该中部中间节点(z)。
9.如前述权利要求中任一项所述的电转换器，其中，该第二转换器级包括电流注入电路(14)，其中，该电流注入电路包括这些第二开关(s
pz
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zn
)，其中，这些第二开关是有源开关。10.如前述权利要求中任一项所述的电转换器，其中，该第二转换器级进一步包括升压电路(19，20)，该升压电路被配置为在第四中间节点(r)和第五中间节点(s)处的第二dc信号与该第一dc端子和该第二dc端子(p，n)处的第三dc信号之间进行转换，其中，该电转换器包括将该上部中间节点(x)连接到该第四中间节点(r)并将该下部中间节点(y)连接到该第五中间节点(s)的链路(13)。11.如权利要求10所述的电转换器，其中，该升压电路包括堆叠在该第一dc端子(p)与该第二dc端子(n)之间的第一升压电路(19)和第二升压电路(20)，其中，该第一升压电路和该第二升压电路包括公共节点(m)，该第一升压电路和该第二升压电路中的每一个都包括至少一个第四有源开关(s
xm
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)。12.如权利要求11所述的电转换器，其中，该输出滤波器(15)包括位于该第一dc端子与该第二dc端子(p，n)之间的中点节点(q)，其中，该公共节点(m)连接到该中点节点(q)。13.如权利要求10至12中任一项所述的电转换器，其中，该链路包括输入滤波器(13)。14.如前述权利要求中任一项所述的电转换器，包括电感器(l
z
)，该电感器被配置为当在该第二操作模式下时，对流经该中部中间节点(z)的电流进行滤波。15.如权利要求14所述的电转换器，其中，该电感器连接在该中部中间节点(z)与该开关节点(t)之间。16.如前述权利要求中任一项所述的电转换器，包括缓冲电路(26)，该缓冲电路与该三相桥式整流器(24)并联连接，其中，该缓冲电路包括缓冲电容器。17.一种电池充电系统，特别是用于给电动车辆的电池充电，该充电系统包括电源单元，该电源单元包括如前述权利要求中任一项所述的电转换器。18.一种磁共振成像装置，该磁共振成像装置包括梯度放大器，该梯度放大器包括电源单元，该电源单元包括如权利要求1至16中任一项所述的电转换器。19.一种电动马达驱动系统，该电动马达驱动系统包括电源单元，该电源单元包括如权利要求1至16中任一项所述的电转换器。20.一种将三相ac输入转换成dc输出的方法，该方法包括提供权利要求1至16中任一项所述的电转换器(100，200，300，400，500)，其中，该方法包括通过断开该第三开关(23，43)对该电转换器进行预充电，以及控制这些第一开关(s
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)以在该中部中间节点(z)与该输出滤波器(15)之间提供电流流动，同时保持该第三开关断开，以便在启动期间逐步提高跨该第一dc端子和该第二dc端子(p，n)两端的电压。21.如权利要求20所述的方法，其中，该预充电包括：将这三个相电压中的具有比该第一dc端子(p)处的电压更高的下降电压的相电压施加到该中部中间节点(z)，或者将这三个相电压中的具有比该第二dc端子(n)处的电压更低的上升电压的相电压施加到该中部中间节点(z)，或者两者的组合。

技术总结
一种电转换器(100)包括第一转换器级(11)、输出滤波器(15)、布置在该第一转换器级与该输出滤波器之间的第二转换器级(12)、以及以第一操作模式实施的用于将三相AC信号转换成DC信号的控制器(40)。该第一转换器级包括三相桥式整流器(24)和相选择器(25)，该三相桥式整流器将三个相端子连接到上部中间节点(x)和下部中间节点(y)，该相选择器包括将该三个相端子连接到中部中间节点(z)的第一有源开关(S


技术研发人员：乔迪
受保护的技术使用者：浦卓科技创新服务有限公司
技术研发日：2021.05.03
技术公布日：2023/3/3