輸出電壓直接箝位的可變電壓轉換器的製作方法
2023-04-27 10:11:31 1
專利名稱：輸出電壓直接箝位的可變電壓轉換器的製作方法
技術領域：
本發明總體涉及電力變換電路，具體涉及一種具有穩定可變電壓轉換器的電力變換電路。
背景技術：
電動和混合動力電動車輛採用電機驅動系統，該電機驅動系統與常規內燃機 (ICE)驅動系統相比，具有較低的能量消耗和較少的汙染物排放。已開發出多種混合動力電動車輛的構造。在第一種構造中，操作者可以在電動操作和ICE操作之間進行選擇。在串聯混合動力電動車輛(SHEV)構造中，發動機連接到稱為發電機的電機上。該發電機向電池和另一稱為牽引電機的電動機提供電力。在SHEV中，牽引電機是車輪扭矩的唯一來源。 在發動機和驅動輪之間沒有機械連接。在另一種構造中，即並聯混合動力電動車輛(PHEV) 中，發動機和電機共同提供車輪扭矩以驅動車輛。另外，在PHEV構造中，電動機可以作為發電機，由ICE產生的能量給電池充電。另一種構造，即並聯/串聯混合動力車輛(PSHEV)的特徵是既有SHEV也有PHEV。混合動力電動車輛(HEV)的電推進由電動驅動系統完成，該電動驅動系統可以包括許多組件，通常至少包括電力變換電路和電動機。在這種配置中，電力變換電路可以將電力從電源可控地轉移到電動機以驅動負載。一種常規的電力變換電路可以包含電源，如高壓電池，以及逆變器系統控制(ISC)電路，該逆變器系統控制電路可以包括可變電壓轉換器(WC)和逆變器電路。在一常規構造中，電源位於所謂VVC輸入側，逆變器電路設置在所謂WC輸出側。VVC可以將由電池提供的直流電壓提升至較高電壓以便驅動電動機和改善車輛性能。當用於從輸入側到輸出側提升電壓時，轉換器稱為升壓轉換器(boost converter)0可變電壓轉換器(VVC)也可以用於將電壓從一側到另一側降低。比如，VVC的電動機/發電機側的較高電壓可以降低到較低電壓以便對WC對側的電池充電。在混合動力車輛領域中，通常的做法是通過再生制動為電池充電，其中車輪的機械能通過發電機、或者通過作為發電機運行的電動機轉換為電能，且通過VVC提供給電池。當用於降低或者減少電壓時，轉換器稱為降壓轉換器(buck converter)。VVC也可以通過一種通過式模式 (pass-through mode)操作，該模式下，瞬變電流從電池側流向逆變器側，電壓不升高。一般情況下，在用於混合動力車輛的電力變換電路中，VVC的逆變器或者電動機/ 發電機側的輸出電壓VO最好高於VVC的電池側的輸入電壓VI。當輸出電壓VO下降到低於 VI時，將失去對VVC的控制，導致系統變得不穩定。當電動機出現急促電力需求時或者在主動電動機阻尼(AMD)制動操作過程中，這種電壓下降會發生在混合動力電動車輛中。現有技術解決一些VVC操作中固有不穩定性問題的方法包括重點集中在避免引起VVC不穩定的條件出現的方法。例如，一些方案要求將電路設計為控制參數可以微調。但是，因為會存在電路元件特性的差異，例如，電容的變化可高達20%，所以必須為各個電路定製控制參數。 電路定製費時且昂貴，因此，無法用於大規模生產設施上製造的系統。
在VVC的電源供應側，通常有感應器，該感應器設置為儲存要被傳輸過VVC的能量。一般來說，現有技術的電路中，電流不管VVC是在降壓、升壓還是在通過模式下運行，均流過VVC感應器和VVC開關。這種多模式電流流動需求控制了感應器規格，散熱設計、能量傳輸的速率，VVC功率損耗和可以由VVC傳遞的最大功率值。而且，功率通量極限通常隨著高壓電池的電壓值的降低而逐漸變差。
發明內容
一示例性系統可以包括電源，可變電壓轉換器(VVC)和穩定裝置，該穩定裝置直接與所述WC耦接，且設置為穩定所述VVC的輸出電壓以阻止所述VVC輸出電壓降低至低於所述VVC的輸入電壓。在一個示例性實施例中，VVC設置為將電源與逆變器連接。在一優選實施例中，示例性電力變換系統可以在混合動力電動車輛的電驅動系統中實施，用以為機器比如電機提供電源。在一示例性系統中，WC穩定裝置實施為設置成將 VVC的輸出電壓箝位到VVC的輸入電壓的箝位裝置，其中，VVC的輸出電壓即VVC逆變器側的電壓，VVC的輸入電壓即VVC電池側的電壓。在一個示例性實施例中，穩定裝置實施為普通二極體。除了穩定WC輸出電壓外，穩定裝置也可以實現電力變換系統的VVC分流模式， 在分流模式中，功率可以在沒有電流流經VVC的情況下從電源傳遞到逆變器。在分流模式下運行節省能量、縮減成本、提高電力變換電路的功率響應。穩定的VVC的例子設置為將電源與逆變器連接，且包括感應器，包含與第二開關串聯連接的第一開關的電路分支，電路分支與感應器連接，以及與電路分支連接且設置為穩定VVC的輸出電壓的穩定裝置。在一示例性實施例中，穩定裝置可以實施為二極體，該二極體提供VVC輸出電壓的最小電壓箝位，將WC輸出電壓箝位至VVC輸入電壓，使得VVC的逆變器側的輸出電壓不會降低至低於VVC電池側的輸入電壓。在一示例性實施例中，穩定裝置設置為能夠進行分流操作，其中，在沒有電流流經VVC感應器或者電路分支的情況下，功率傳遞至與所述VVC 耦接的逆變器。
圖1表示具有VVC穩定器的示例性電力驅動系統。圖2表示具有VVC穩定器的示例性電力驅動系統。圖3表示具有VVC穩定器的示例性電力驅動系統。
具體實施例方式這裡列出本發明的示例性實施例；但是，本發明也可以以很多替代方式，如對本領域技術人員顯而易見的方式實施。為便於理解本發明，並為權利要求提供基礎，說明書中包括多個附圖。這些附圖不是按照比例繪製且可能略去了有關元件，以便於強調本發明的新穎性特徵。附圖中的結構和功能性細節的描述是為了將本發明的實施方式教給本領域技術人員而不能詮釋為限制本發明。例如，各種系統的控制模塊可以不同地設置和/或組合，但在本實施例的附圖中可能沒有描述，這樣是為了更好地強調本發明的新穎性。一般情況下，混合動力電動車輛(HEV)的可變電壓轉換器(VVC)電路設置為將電源與逆變器連接，逆變器進而又可以為作為電動機運行的永磁同步電機(PMSM)提供電流。 它也可以設置為將能量從ISC的逆變器側的發電機提供給電源，為電源充電。有時候，快速能量傳遞可能發生在跨越電力電子控制器(PEC)從電源到電動機的方向上，或者從發電機到電池的方向上。在某些工作條件下，特別是在那些有大量能量往復傳輸的情況下，電力變換電路的VVC變得不穩定。VVC的不穩定性可以顯著影響車輛性能，特別是在電動機單獨為車輛提供動力的電動驅動模式下。在升壓模式下運行時，VVC會受到固有的右半平面零點(Right-Half Plane Zero, RHPZ)的影響，其中VVC傳遞函數包括s平面右半部的零點，在一定條件下，這將導致系統不穩定，對車輛性能產生不利影響。如上所述，電流一般從電池側流經感應器進入VVC。在這樣的構造下，VVC輸出到負載的輸出電流Iot可表示為Iqut = IL* (I-D)(等式 1)其中込是流經感應器的電流；D是VVC低位開關的脈衝寬度調節(PWM)控制佔空比；VVC的輸出功率Pqut可以表示為P。UT = V。UT*I。UT(等式 2)其中Vqut是VVC的輸出電壓由上述兩等式可以得出輸出功率為Pout = V。UT*IL* (I-D)(等式 3)由等式3可以得出，如果輸出電壓Vott保持恆定，則輸出功率Pot的變化與輸出電流IOUT的類似變化關聯，也就是與乘積I一 (I-D)關聯。例如，如果Pot增大，乘積I一 (I-D) 應該增大，如果Pot減小，乘積Ij (I-D)應該減小。但是，當佔空比D以及感應器電流込均增大時，乘積Ij(I-D)不一定會增大，而是有可能減小。例如，隨著佔空比和電流均增加， 最初電流l·的增大大於量(I-D)的減小，因此乘積Ij(I-D)仍然會增大，表明輸出功率增大。但是，在等於或高於一定閾值Dt時，量(I-D)將降低至某一點上，該點處乘積IL* (I-D) 將不再增加而轉為降低。因此，VVC輸出電壓將下降。隨著D增大VVC輸出電壓降低與VVC 控制原理矛盾，使VVC控制器混亂，擾亂VVC穩定性和產生VVC振蕩。遺憾的是，在不損害VVC或車輛性能，或者在沒有盲目地增加VVC輸出電容器容量的情況下，很難解決固有的VVC振蕩問題。如前所述，一些提出的解決方案是利用軟體方法來定製VVC電路以避免振蕩問題，但是，這些解決方案由於軟體控制器必須反映硬體電路設計因此非常耗時，且很難從一個VVC傳遞到另一個，且經常會損害車輛性能。作為另一 VVC會失去控制的實例，可以考慮在HEV中進行主動電動機阻尼操作。如上所述，HEV經常執行再生制動操作，此操作中動能轉換為電能來降低車速並為PEC系統的電池充電。於2006年4月4日授於趙(Zhao)等人的，專利號為7，024，290的美國專利詳細描述了制動操作過程中可以在HEV中採用AMD，在此以參考引用的方式引入該美國專利。 HEV上的AMD操作類似於常規車輛上的ABS操作，常規車輛交替應用和釋放制動力以達到減緩和停止車輛的目的。例如，緊急制動時，HEV操作者能夠快速有力的踩動制動踏板，引起能量從電動機上快速傳出以減速車輛速度。一段時間後，能量再次從電池側傳送至VVC 的逆變器側。這種能量傳遞的快速振蕩能夠引發VVC不穩定性，特別是交換大量能量的時候。本發明提供一種具有輸出最小電壓直接箝位的系統和裝置，其中VVC被穩定化，因此在升壓或瞬態操作過程中，VVC的逆變器側的輸出電壓不會降低至低於其電池側的高電壓電池輸入電壓。本發明提供一種系統，該系統中VVC輸出電壓在電動機/發電機裝置的急促電力需求引發輸出電壓下降的任何時刻都被箝位到最小電壓，在電力驅動和AMD操作過程中大大提高了 VVC穩定性和性能。除了提供VVC電壓穩定性外，本發明的穩定裝置還能夠提高ISC的瞬態功率響應，同時降低操作成本和簡化電路設計。圖1表示示例性車輛100的示意圖。車輛100可以是任何合適的類型，比如混合動力車輛(HEV)或者插電式混合動力電動車輛。在至少一個實施例中，車輛100可以包括第一輪組112，第二輪組114，發動機116，HEV驅動橋118和電力驅動系統120。電力驅動系統120可以設置成為第一和/或第二輪組112、114提供扭矩。電力驅動系統120可以具有任何合適的構造。而且，在混合動力車輛中，電力驅動系統120可以是本領域技術人員熟知的並聯驅動、串聯驅動或者分離混合動力驅動。例如，電力驅動系統120可以包括與永磁同步電機(PMSM) 134耦接的電力電子轉換器(PEC) 122。可以預期，PMSM134可以作為電動機，將電能轉換為動能，或者作為發電機，將動能轉換為電能。在一示例性實施例中，PEC122 可以與作為電動機的第一 PMSM及作為發電機的第二 PMSM連接，PMSMl34由一個或多個電源提供電力來驅動車輛牽引輪。PMSM134可以是任何合適的類型，例如電動機、電動機-發電機，或者起動機-交流發電機。另外，PMSM134可以與用於回收能量的再生制動系統相關聯。EDS120能夠與電力傳送單元140耦接，電力變換單元140進而可以耦接到差速器 145來控制輪組114。電力傳送單元140可以有選擇地耦接到至少一個PMSM134上。電力傳送單元140可以是任何合適類型，比如本領域技術人員公知的多齒輪「有級(st印ratio)」 變速器，無級變速器，或者電子無轉換器變速器。電力傳送單元140可以用於驅動一個或者多個車輪。在圖1所示的實施例中，電力傳送單元140與差速器145以任意合適方式連接， 如以驅動軸或者其它機械裝置連接。差速器145可以通過軸147與第二輪組14的各個輪連接，軸147例如是輪軸或半軸。車輛100還可以包括用於監測和/或控制車輛100各個方面的車輛控制系統 (VCS) 150。VCS150可以與電力驅動系統120以及電力傳送單元140及其各個組件聯通，以監測和控制操作和性能。VCS150可以有任何合適的構造並可以包括一個或者多個控制器或控制模塊。在圖1所示的示例性實施例中，PEC122包括可實施為電源供應123的電源，和具有穩定化的VVC的逆變器系統控制(ISC) 1M。例如，電源供應123可以是高壓電池的形式。ISClM可以包括硬體電路，該硬體電路設置為從電源供應123向PMSM134提供電力。 ISClM可以與ISC控制器耦接(圖中未示出)，其可以是基於微處理器的裝置的形式，該裝置用於控制ISClM的操作，且包含硬體、軟體、固件或者它們的一些組合。ISC控制器可以與VCS150電耦接，ISC控制器可以從VCS150接收來自其它控制裝置的關於車輛系統操作和控制的信號。圖2表示示例性系統200。例如，系統200可以用作用於車輛的EDS。應該理解， 車輛EDS還可以包括附加組件，如ISC控制器、附加控制單元、其它組件和必要的其所欲使用的接口。但是，為了更好地強調本發明的新穎特徵，圖2沒有示出這些附加組件。系統 200可以包括含有電源供應的PEC202，該電源供應在該實施例中為高壓電池205，系統200
6還包括ISC210，與PEC202耦接的電動機/發電機裝置220。ISC210包括可變電壓轉換器 (VVC)部分212，以及逆變器部分218。VVC部分212設置為從電池205提供電力給逆變器部分218，逆變器部分218進而為電動機/發電機裝置220提供電力。電動機/發電機裝置220可以實施為至少一個PMSM，該PESM可以作為電動機運行來驅動HEV的車輪。因此， VVC部分212設置為根據驅動實施為電動機的電動機/發電機裝置220運動的需求，將電壓 Vin升高至高壓V。。電動機/發電機裝置220可以包含一個或多個PMSM，該PMSM可以設置為作為電動機或者發電機運行。如圖2所示，VVC部分212包括VVC電路214和穩定裝置216，該穩定裝置216用於穩定輸出電壓\。在一示例性實施例中，穩定裝置216在瞬態操作過程中或者電動機/發電機裝置220需求高功率過程中，阻止輸出電壓\下降至低於輸入電壓Vitl輸出電壓Vq的穩定是本發明的一顯著優點。本發明的另一優點是提高系統效率。對於典型的HEV來說， VVC在升壓模式下運行相對較小的時間百分比，例如為HEV運行時間的5%。對於其餘較大份額的時間，瞬態功率僅經過VVC傳遞到逆變器，電壓不上升。在一示例性實施例中，穩定裝置216提供一種裝置，通過所述裝置，能量在不必穿過VVC電路214的情況下，就可以傳送至逆變器218，有效實現了 ISC210的VVC分流模式，其節省電力並提高功率響應，以下將進行詳細討論。圖3表示具有穩定的VVC的示例性實施例300。系統300包括PEC305和電動機/ 發電機部分320。PEC305包括實施為高壓(HV)電池302的電源和ISC310。本例中的電動機/發電機部分320包括作為電動機322運行的第一 PMSM，以及作為發電機3 運行的第二 PMSM。ISC310包括與逆變器部分318耦接的VVC部分312。VVC部分312包括輸入電容器Ci，輸入感應器Li，VVC電路分支330，輸出電容器Co和實施為二極體D3的穩定裝置。 輸入電容器Ci在節點344、345連接到HV電池302兩端。輸入電壓Vi定義為輸入電容器 Ci兩端的電壓，典型地反映HV電池302的電壓。感應器Ll提供了用於在ISC310儲存能量的裝置，因此可變電壓和電流可以作為 VVC部分312的輸出提供。總體上，VVC設置為響應載荷的需求將輸入側的較低電壓升高至輸出側的較高電壓。感應器Ll的第一終端與節點344電連接，感應器Ll的第二終端在節點343電連接。在一示例性實施例中，VVC電路分支330包含串聯連接的第一開關Sl和第二開關S2，其中第一開關Sl包含在節點331和節點332耦接在一起的第一電晶體Tl和第一二極體D1。第二開關S2包含在節點333和節點334耦接在一起的第二電晶體T2和第二二極體D2。輸出側是包括輸出電容器Co的並聯電路分支。作為VVC部分312的能量儲存裝置的輸出電容器Co，可控制地傳送能量至逆變器部分318。VVC輸出電壓Vo是跨越輸出電容器Co的電壓。在升壓運行過程中，電流流經感應器Ll到達VVC電流分支330，其中兩個開關Sl和S2都交替開或關。輸入電壓Vi上升至較高輸出電壓Vo。如前段所述，在升壓運行過程中有發生下述現象的可能來自載荷如電動機的急促電力需求，可以促進VVC輸出電壓下降，且可能導致VVC不穩定。本發明通過提供一種阻止VVC輸出電壓下降至低於它的輸入電壓的穩定裝置來解決這個問題，所以提供了最小電壓輸出。在示例性系統300中，提供了實施為二極體D3的穩定裝置。二極體D3的第一終端可以在節點344與輸入電容器和HV電池電連接。二極體D3的第二終端可以在節點341連接。如圖3所示，二極體D3能夠在電動機/發電機裝置320有急促的電力需求而在VVC312 輸出引起下降的任何時刻將VVC部分312的逆變器側的輸出電壓Vo箝位至電池側的輸入電壓Vi。通過將輸出電壓Vo箝位至輸入電壓Vi，二極體D3能夠阻止電壓Vo下降至低於電壓Vi，穩定VVC部分312，從而避免了在沒有穩定裝置時出現的VVC不穩定性和失去控制。除了上述內在的不穩定性外，現有技術中的VVC和ISC的另一缺陷是，在升壓、降壓和通過式運行過程中電流流經感應器和VVC的開關。感應器特點限制了 VVC的功率響應， 因此限制了 ISC和PEC的性能。感應器兩端的電壓是電感和電流變化速率的函數。因此， PEC可以傳送電力的速率依賴於感應器的特徵，其本質上是與電流變化相反。此外，因為電流流經感應器產生熱量，所以當確定VVC電路的合適冷卻裝置的要求和規格時，必須考慮感應器的熱特性和流經感應器的最大電流。因此，由於感應器會限制功率流量和引起系統中的功率損耗，使所有電流流經感應器的PEC或者ISC電路價格昂貴且效率低下。本發明揭示了這一事實HEV的PEC中的VVC主要在通過式或者瞬態模式下運行， 在這種模式下電壓沒有上升或下降。在一示例性實施例中，穩定裝置可以實現分流模式，在這種模式下，瞬變電流和電壓可以被提供給逆變器，而不要求電流流過VVC輸入感應器和開關。當不要求電壓升高時，電流可以流過D3，分流Ll和VVC電路分支330。因此本發明實現了分流模式，在這種模式下，開關Sl和S2打開或者關閉時，瞬態功率從電池302側通過二極體D3向逆變器部分318提供。感應器Ll和VVC電路分支330的分流提供快速功率響應，降低了通過PEC的功率損耗，且使在VVC輸入處耦接的感應器的所需規格簡單化。例如，當電流流經D3而不是流經Ll和VVC電路分支330時，功率變換的速率可以變快，主要是因為二極體D3可以具有較快的反應，並且不像感應器Li，在磁場中不儲存能量。因為電流流經D3約95%的時間，所以提高了 PEC305的功率響應。另外，當傳導電流時，二極體D3比感應器Ll有較少的正向壓降並產生更少熱量，降低了 PEC305產生的熱量。與現有技術中在任何條件下電流都流經 VVC感應器和開關的電路相比，感應器Ll僅僅在5%的HEV運行時間導通。因此，感應器Ll 的散熱要求比現有技術的VVC感應器的要求低，且不需要通向感應器的專用冷卻通道。而且，感應器Ll可以設計為比現有技術中VVC使用的感應器更小的線徑，在現有技術VVC中電流在所有運行條件下都流經感應器。在一示例性實施例中，二極體D3是通用二極體的形式。作為通用二極體，D3不需要具備開關二極體Dl和D2所要求的快速開關功能。二極體D3可以是相對便宜、低正向壓降二極體，向PEC305，特別是向VVC部分312提供具有比常規電力變換電流更快的功率響應，因此電動機322可以更快速地汲取功率。此外，由於與感應器相比，二極體D3電流容量增加和功率損耗減少(產生熱量少)，因此在瞬態操作模式過程中，二極體D3增加了可以提供給逆變器部分318的最大功率量，由於二極體D3的有利特徵和功率由二極體D3傳送給逆變器的時間約為HEV運行時間95%的條件，因此與現有技術相比，二極體D3可以實質上減少ISC310的功率損耗。例如，假設VVC電流是100A，二極體D3典型的正向壓降約為 0. 75V，則本發明的瞬態功率損耗約為751在現有技術的使所有電流均流經感應器和VVC 的系統中，感應器電阻典型約為20m ohms，上層開關二極體的壓降約為1.2V，產生了大約 320W的功率損耗，功率損耗大約是本發明的四倍。考慮到瞬態模式實質上約為VVC運行時間的95 %，就可以認識到本發明可以提高工作效率的意義。本發明除了提供穩定性和高效性外，本發明的另一優點是它提供了一種可以解決上述問題的簡單、低成本解決方案。實施成本是二極體D3附加成本，二極體D3可以是普通二極體。附加二極體的成本被VVC輸入感應器的降低的要求抵消。逆變器部分318可以為電動機/發電機裝置320提供三相電流，並且可以包括電動機逆變器部分360和發電機部分380，發電機部分380在節點3M、355與VVC部分312 耦接。在一示例性實施例中，電動機逆變器部分360包含六個開關361-366，每一開關包含一對並聯排列的電晶體/ 二極體。在一示例性實施例中，開關361-366的電晶體可以包含任何類型的可控開關，例如絕緣柵雙極型電晶體(IGBT)、金屬氧化物半導體場效應電晶體 (MOSFET)等等。開關361-366的二極體可以包含任何類型的二極體，但最好是快速開關二極體。類似地，發電機逆變器部分380可以包括六個開關381-386，每一開關包括一對並聯排列的電晶體/ 二極體。在一示例性實施例中，開關381-386的二極體可以包含任何類型的可控開關，例如絕緣柵雙極型電晶體(IGBT)、金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET) 等等。開關381-386的二極體可以包括任何類型的二極體，但最好是快速開關二極體。如前所述，電動機322可以是設置為像電動機一樣運行的PMSM，發電機3M可以是設置為像發電機一樣運行的PMSM。這裡列出了具有穩定裝置的可變電壓轉換器和可裝有該轉換器的系統的示例性實施例。在一示例性實施例中，穩定裝置可以阻止VVC輸出電壓降低至低於VVC輸入電壓。 例如，當在混合動力電動車輛的電驅動系統中使用時，該穩定裝置在電驅動運行過程中或者在AMD運行過程中，在電動機/發電機裝置急促需要電力時，可以阻止VVC輸出電壓降低至低於高壓電池的電壓。此外，穩定裝置可以以繞過感應器或VVC的方式為逆變器提供來自電源的瞬態功率。在一優選實施例中，穩定裝置是相對低廉的通用二極體的形式，該二極體提供容易實現且可以低成本解決現有技術的PEC電路存在的振蕩問題。而且，與現有技術的在瞬態運行過程中電流流經VVC感應器和開關的ISC電路相比，穩定二極體可以以更低成本提供更快速的瞬態功率響應。本領域技術人員可以想到其它實施例。儘管本發明針對具體實施例進行了闡述， 但這些實施例僅僅說明本發明，而不是限制本發明。提供了許多具體細節，如組件和方法的例子，對本發明提供全面詳細的說明。但是，本領域技術人員可以認識到，沒有具體細節中的一個或多個，或者利用其它裝置、系統、方法、組件等等，也可以實施本發明的一實施例。 在其它情況下，公知的結構或運行沒有被詳細描述以避免模糊本發明實施例的各個方面。 說明書中提及的「一實施例」，「一個實施例」，「示例性實施例」或者「特定實施例」不一定指同一實施例，而且，結合實施例描述了具體特徵、結構或者特點的裝置至少包括在本發明的一實施例中，但是不一定包括在所有實施例中。還應該明白，附圖所示的元件中的一個或者多個也可以以更分散或者更完整的方式實施，或者甚至除去，依特定應用一樣是有用的。貫穿整個權利要求和此處的描述中，「一個」也包括複數引用，除非文意另有規定。因此，儘管這裡參照特定實施例描述了本發明，但上述描述中也應包含修改、各種變化和代替物的範圍。應該理解，本發明不局限於權利要求所使用的具體術語，而是，本發明包括附加權利要求範圍內的任何及所有實施例和等同物。
權利要求
1.一種系統，其特徵在於，包含電源；可變電壓轉化器；以及穩定裝置，所述穩定裝置與所述可變電壓轉化器直接耦接，且用於穩定所述可變電壓轉化器的輸出電壓以阻止所述可變電壓轉化器的輸出電壓降低至低於所述可變電壓轉化器的輸入電壓。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述穩定裝置包含用於箝位所述可變電壓轉化器的輸出電壓的裝置。
3.如權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述箝位裝置將所述可變電壓轉化器的輸出電壓箝位至所述可變電壓轉化器的輸入電壓。
4.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述穩定裝置包括二極體。
5.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述可變電壓轉化器包含感應器和至少一個開關。
6.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述穩定裝置直接連接到所述可變電壓轉化器的輸入電壓和所述可變電壓轉化器的輸出電壓。
7.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述穩定裝置通過提供裝置實現可變電壓轉化器分流運行，通過該裝置，瞬態功率可以被傳送至與所述可變電壓轉化器耦接的逆變器，而沒有電流流經所述可變電壓轉化器的感應器和至少一個開關。
8.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述電源包含高壓電池。
全文摘要
一種電力變換電路，包括可變電壓轉換器(VVC)，該VVC具有用於穩定其輸出電壓的穩定裝置。穩定裝置可以是二極體形式，所述二極體將VVC輸出電壓箝位至VVC輸入電壓，因此輸出電壓在載荷由急促電力需求時，不會降低至低於輸入電壓。穩定裝置也可以實現分流模式，在這種模式下，瞬態功率可以由電源提供至逆變器，而沒有電流流經VVC感應器或者開關。當實施為二極體時，穩定裝置可以增加電力變換電路可以傳送的最大功率，提高電路的功率響應，減小控制的不穩定性並降低功率損耗。
文檔編號H02M7/48GK102347698SQ20111020576
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月21日 優先權日2010年7月21日
發明者陳禮華 申請人:福特全球技術公司