[发明专利]电力转换器

说明书

一种用于将三相AC输入转换为DC输出的电转换器(10)，该电转换器包括：三个相位输入端子(A，B，C)和两个输出端子(P，N)；相位选择器(11)，该相位选择器用于将在这三个相位输入端子处提供的该三相AC输入连接到上部中间节点(x)、下部中间节点(y)和中部中间节点(z)，该相位选择器包括可主动切换以用于将该中部中间节点选择性地连接到这三个相位输入端子的第一半导体开关(S_aza，S_bzb，S_czc)；以及控制器(40)。该电转换器包括升压电路(19，20)和降压‑升压电路(14)。该升压电路包括上部升压电路(19)、下部升压电路(20)和介于两者之间的公共节点(m)。该降压‑升压电路具有与该升压电路的输出端并联的连接到这两个输出端子(P，N)的输出端，该降压‑升压电路包括可主动切换的并且跨这些输出端子(P，N)串联连接的至少两个第二半导体开关(S_Pz，S_zN)。该中部中间节点(z)连接到该至少两个第二半导体开关的公共节点(t)。该升压电路和该降压‑升压电路的半导体开关由电流控制器控制。

技术领域

本发明涉及电力转换领域。具体地，本发明涉及一种电转换器和一种用于控制该电转换器的方法。

背景技术

例如，当电动车辆的电池充电时，来自电网的AC电压通过电转换器被转换成DC电压，该DC电压然后被提供给正在充电的电池。例如，电转换器可以将三相AC电压转换成DC总线的端子之间的DC电压，车辆的高压(例如，800V)电池可以连接到该DC总线。同样，用于电动汽车的无线充电系统或用于磁共振成像(MRI)扫描仪的梯度放大器通常也需要这种三相AC到DC转换，以创建可以从中汲取电力的高压DC总线。

通常，例如当负载从电转换器的DC输出汲取电力时，电转换器从三相电网的每个相位汲取的电流需要基本上是正弦的并且基本上与该特定相位的正弦电压同相，从而导致功率因数基本上等于一。因此，三相AC到DC转换有利地需要三相功率因数校正(PFC)AC到DC电转换器。对于这种PFC转换器，通常还要求电网电流的低失真，例如低总谐波失真(THD)。

通常，当DC总线端子之间的电压高于全波整流AC电压时，使用包括具有700V到800V DC输出的升压型PFC级的升压型电转换器。

例如，在以下文献中示出了用于三相AC到高压DC转换的电转换器：T.Friedli,M.Hartmann,J.W.Kolar,“The Essence of Three-Phase PFC Rectifier Systems-PartII[三相PFC整流器系统的本质——第二部分]”IEEE电力电子汇刊，第29卷，第2期，第543-560页，2014年2月。例如，通常为此目的使用六开关升压型PFC整流器或VIENNA整流器。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于三相升压型PFC AC到DC转换的低成本电转换器，该电转换器具有以下优点中的一个或多个优点：

其在设计方面简单，

其具有高的功率容积比，这由电转换器中很少的磁能存储来实现，

其在其输入处产生低电流失真，

其能够在其输入处以基本上等于一的功率因数汲取基本上正弦电流，并且

半导体器件的温度变化在输入电压或电网电压的周期内减小，这导致增加的使用寿命和可靠性。

根据本发明的第一方面，因此提供了一种如在所附权利要求中所阐述的用于将三相AC输入转换为DC输出的电转换器。