[发明专利]使用T配置的具有升压能力的复合AC-DC功率转换器

说明书

一种升压AC‑DC转换器。AC‑DC转换器可包括主整流器、第一辅助整流器、第二辅助整流器和变压器组件。变压器组件可包括一组初级绕组，布置在第一多相位配置中并连接到主整流器，第一组次级绕组，布置在第二多相位关系中并连接到第一辅助整流器，以及第二组次级绕组，布置在第三多相位配置中并连接到第二辅助整流器。第一组次级绕组的第二多相位配置和第二组次级绕组的第三多相位配置可以处于相对于该组初级绕组的第一多相位配置的相移关系中。

背景技术

本发明总的来说涉及AC-DC转换器，并且更具体地说涉及具有电压升压能力的无源AC-DC转换器。

AC-DC转换器在现代航空/军事工业中扮演了重要角色，在用于飞机和宇宙飞船的更加电气化框架(MEA)领域中尤其如此。由于大量的电力系统和设备被安装在同一母线上，电能质量对于MEA飞机是一个主要的关注点。这些系统和设备的电能质量具有迫切的需求，以确保所有的电源/用电设备在一起正常运行。

已创造术语“复合AC-DC转换器”来区分出并行使用两种或更多转换方法的转换器。复合AC-DC转换器的概念源自于向更小尺寸、更低重量和更高效率的进一步改进。

尽管复合AC-DC转换器朝向性能改进迈出了一大步，但其并未并入高效的升压能力。它们通常提供对三相115-V AC系统进行整流，从而得到270V DC的典型输出电压值。为了连续功率调节的更好的性能，存在其中希望输出电压更高得多的许多应用。在一些功率分配系统中使用的典型值为540V DC、+/-270Vdc和610V DC。其意味着对于在三相115-V AC系统中使用的复合AC-DC转换器来说在其整流输出下产生约两倍更高的输出电压将是理想的。换而言之，在复合AC-DC转换器中提供电压升压能力将是理想的。此外，在仅引入最小谐波失真到输入AC电流时实现这样的无源电压升压将是理想的。

通常，可以通过采用具有高脉冲配置的AC-DC转换器来减少更低频率的谐波失真。例如，当用24脉冲转换器来对三相AC功率执行转换时，输入功率的谐波失真可被维持在合理的低水平。当然，24脉冲转换器必须具有比12脉冲或18脉冲转换器更多数目的变压器绕组。因此，24脉冲转换器通常比12脉冲或18脉冲转换器更重、更大和更加昂贵。这样的尺寸和重量可以通过考虑和表达式W/VA来客观地评估：其中W为DC功率的瓦特数；并且VA为以伏特-安培表示的变压器额定值。对于典型的具有1∶2升压能力的18脉冲转换器，W/VA可为约0.5。

如可以看出的，存在对小的和轻重量的电压升压AC-DC转换器的需要，该转换器仅产生输入电流和电压的最小谐波失真。更具体地，存在对12脉冲或18脉冲转换器的需要，该转换器可在仅产生输入AC电流和电压的最小低频谐波失真的情况下产生电压升压。

发明内容

在本发明的一个方面中，一种AC-DC转换器可包括：主整流器；第一辅助整流器；第二辅助整流器；以及变压器组件，包括：一组初级绕组，布置在第一多相位配置中，并连接到主整流器；第一组次级绕组，布置在第二多相位关系中，并连接到第一辅助整流器；以及第二组次级绕组，布置在第三多相位配置中，并连接到第二辅助整流器，其中第一组次级绕组的第二多相位配置和第二组次级绕组的第三多相位配置处于相对于该组初级绕组的第一多相位配置的相移关系中，使得由第一和第二组次级绕组显现的AC功率相对于施加到初级绕组的AC功率被相移。

在本发明的另一方面中，非对称AC-DC转换器可包括：主整流器；第一辅助整流器；第二辅助整流器；以及变压器组件，包括：一组初级绕组，布置在第一多相位配置中，并连接到主整流器；第一组次级绕组，布置在第二多相位关系中，并连接到第一辅助整流器；以及第二组次级绕组，布置在第三多相位配置中，并连接到第二辅助整流器，其中第一组次级绕组的第二多相位配置和第二组次级绕组的第三多相位配置处于相对于该组初级绕组的第一多相位配置的相移关系中，使得由第一和第二组次级绕组显现的AC功率相对于施加到初级绕组的AC功率被相移；并且其中第一组次级绕组的第二多相位配置不同于第二组次级绕组的第三多相位配置。