專利名稱：在矩陣轉(zhuǎn)換器中減小瞬變電壓峰值的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在此描述的發(fā)明主題的實(shí)施例一般涉及機(jī)動(dòng)車輛中的電氣系統(tǒng)，且更具體地，本發(fā)明主題的實(shí)施例涉及使用一個(gè)或多個(gè)電感元件的能量傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
矩陣轉(zhuǎn)換器可用于電動(dòng)車輛和/或混合動(dòng)力車輛中，以適應(yīng)在相對(duì)較寬范圍的操作電壓下的相對(duì)較高的功率傳輸，而同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流隔離、相對(duì)較高的功率因數(shù)、低諧波畸變、相對(duì)較高功率密度和低成本。例如，雙向隔離矩陣轉(zhuǎn)換器可用于將能量從交流(AC)能量源(例如，在大多數(shù)住宅和商用建筑物中常用的單相電網(wǎng)電力)傳輸以充電直流(DC)能量?jī)?chǔ)存元件(例如在車輛中的可再充電電池)。經(jīng)常，電感器出現(xiàn)在AC能量源和矩陣轉(zhuǎn)換器之間。中斷電感電流會(huì)導(dǎo)致跨矩陣轉(zhuǎn)換器的部件的不希望和潛在破壞性電壓峰值。在開(kāi)關(guān)循環(huán)期間，矩陣轉(zhuǎn)換器在工作周期中使電感電流循環(huán)(或自由旋轉(zhuǎn))和傳輸能量(或電流)到DC能量存儲(chǔ)元件之間交替，從而獲得從AC能量源傳遞流到DC能量存儲(chǔ)元件的所需功率。然而，由于矩陣轉(zhuǎn)換器硬件內(nèi)部的寄生和泄漏電感，從電感電流循環(huán)到傳輸能量的過(guò)渡也會(huì)產(chǎn)生跨矩陣轉(zhuǎn)換器的部件的不希望和潛在破壞性電壓峰值。解決這一問(wèn)題的通常方法包括使用緩沖器電路，其配置成跨矩陣轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)電氣并聯(lián)。然而，這種方法增加了系統(tǒng)的耗損部件從而降低效率和提高成本。另一種方法包括通過(guò)添加諧振電感器或準(zhǔn)諧振緩沖器而使用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。這種方法也增加了部件，降低了效率和提高了成本和電路復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供一種電氣系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)包括第一接口 ；第二接口 ；隔離模塊；第一轉(zhuǎn)換模塊；第二轉(zhuǎn)換模塊和控制模塊。第一轉(zhuǎn)換模塊聯(lián)接在所述第一接口和所述隔離模塊之間；第二轉(zhuǎn)換模塊聯(lián)接在所述第二接口和所述隔離模塊之間?？刂颇K聯(lián)接到所述第一轉(zhuǎn)換模塊和所述第二轉(zhuǎn)換模塊，并且所述控制模塊配置成操作所述第一轉(zhuǎn)換模塊以提供注入電流到所述第二轉(zhuǎn)換模塊，從而在斷開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)元件之前減小通過(guò)所述第二轉(zhuǎn)換模塊的開(kāi)關(guān)元件的電流大小。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于使用能量轉(zhuǎn)換模塊傳輸能量的方法，所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括開(kāi)關(guān)元件，所述開(kāi)關(guān)元件聯(lián)接到電感元件。所述方法包括閉合所述開(kāi)關(guān)元件以傳導(dǎo)開(kāi)關(guān)電流在第一節(jié)點(diǎn)到第二節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件。所述開(kāi)關(guān)電流包括至少一些通過(guò)所述電感元件的電流。所述方法通過(guò)在所述第一節(jié)點(diǎn)提供注入電流而繼續(xù)，其中所述注入電流減小所述開(kāi)關(guān)電流的大小。并且當(dāng)所述開(kāi)關(guān)電流的大小低于閾值時(shí)斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)元件。在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種電氣系統(tǒng)。所述電氣系統(tǒng)包括直流(DC)接口 ；交流 (AC)接口 ；隔離模塊，其包括第一組繞組，所述第一組繞組磁耦合到第二組繞組；第一轉(zhuǎn)換模塊，其聯(lián)接在所述DC接口和所述第一組繞組之間；第二轉(zhuǎn)換模塊，其聯(lián)接到所述第二組繞組；電感元件，其聯(lián)接在所述第二轉(zhuǎn)換模塊和所述AC接口之間；以及控制模塊，其聯(lián)接到所述第一轉(zhuǎn)換模塊和所述第二轉(zhuǎn)換模塊。所述控制模塊配置成操作所述第二轉(zhuǎn)換模塊以使電流循環(huán)通過(guò)所述電感元件；以及操作所述第一轉(zhuǎn)換模塊以在操作所述第二轉(zhuǎn)換模塊之前提供通過(guò)所述第二組繞組的注入電流，從而將能量從所述電感元件傳輸?shù)剿鯠C接口。提供本發(fā)明內(nèi)容用以通過(guò)簡(jiǎn)化形式介紹精選思路，其將在下文中的詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述。本發(fā)明內(nèi)容不用于確認(rèn)所要求的發(fā)明主題的關(guān)鍵特征或?qū)嵸|(zhì)特征，也不用于輔助確定所要求的發(fā)明主題的范圍。本發(fā)明還提供了以下方案 1. 一種電氣系統(tǒng)，包括
第一接口 ； 第二接口 ； 隔離模塊；
第一轉(zhuǎn)換模塊，其聯(lián)接在所述第一接口和所述隔離模塊之間； 第二轉(zhuǎn)換模塊，其聯(lián)接在所述第二接口和所述隔離模塊之間，所述第二轉(zhuǎn)換模塊包括第一開(kāi)關(guān)元件；以及
控制模塊，其聯(lián)接到所述第一轉(zhuǎn)換模塊和所述第二轉(zhuǎn)換模塊，其中所述控制模塊配置成操作所述第一轉(zhuǎn)換模塊以提供注入電流到所述第二轉(zhuǎn)換模塊，從而在斷開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)元件之前減小通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)元件的電流大小。2.如方案1所述的電氣系統(tǒng)，其中 所述第一接口包括直流(DC)接口 ；
所述第二接口包括交流(AC)接口 ；以及
所述控制模塊配置成在操作所述第二轉(zhuǎn)換模塊之前提供所述注入電流以將能量從所述AC接口傳輸?shù)剿鯠C接口。3.如方案1所述的電氣系統(tǒng)，其中，所述隔離模塊包括 第一節(jié)點(diǎn)，其聯(lián)接到所述第一轉(zhuǎn)換模塊；
第二節(jié)點(diǎn)，其聯(lián)接到所述第一轉(zhuǎn)換模塊； 第一組繞組，其聯(lián)接在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間； 第三節(jié)點(diǎn)，其聯(lián)接到所述第二轉(zhuǎn)換模塊； 第四節(jié)點(diǎn)，其聯(lián)接到所述第二轉(zhuǎn)換模塊；以及
第二組繞組，其聯(lián)接在所述第三節(jié)點(diǎn)和所述第四節(jié)點(diǎn)之間，所述第一組繞組和所述第二組繞組磁耦合，其中所述控制模塊配置成操作所述第一轉(zhuǎn)換模塊以提供通過(guò)所述第二組繞組的所述注入電流。4.如方案3所述的電氣系統(tǒng)，進(jìn)一步包括電感元件，其聯(lián)接在所述第二轉(zhuǎn)換模塊和所述第二接口之間。
5.如方案4所述的電氣系統(tǒng)，其中
所述第二轉(zhuǎn)換模塊包括一組開(kāi)關(guān)元件，其配置成允許電流以第一方向通過(guò)所述電感元件，所述一組開(kāi)關(guān)元件包括所述第一開(kāi)關(guān)元件；以及
所述控制模塊配置成閉合所述一組開(kāi)關(guān)元件的每個(gè)開(kāi)關(guān)元件從而在斷開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)元件之前使電流以所述第一方向循環(huán)通過(guò)所述電感元件。6.如方案5所述的電氣系統(tǒng)，其中，所述注入電流減小通過(guò)所述電感元件的電流的比例，所述通過(guò)所述電感元件的電流流過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)元件。7.如方案4所述的電氣系統(tǒng)，其中，所述控制模塊配置成操作所述第一轉(zhuǎn)換模塊，從而以受通過(guò)所述電感元件的電流大小影響的方式提供所述注入電流。8.如方案7所述的電氣系統(tǒng)，其中，所述控制模塊配置成操作所述第一轉(zhuǎn)換模塊，從而以受所述第一接口處的電壓大小影響的方式提供所述注入電流。9.如方案3所述的電氣系統(tǒng)，其中
所述第一轉(zhuǎn)換模塊包括第二開(kāi)關(guān)元件和第三開(kāi)關(guān)元件，所述第二開(kāi)關(guān)元件聯(lián)接在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第一接口之間，所述第三開(kāi)關(guān)元件聯(lián)接在所述第二節(jié)點(diǎn)和所述第一接口之間；以及
所述控制模塊配置成閉合所述第二開(kāi)關(guān)元件和所述第三開(kāi)關(guān)元件以提供所述注入電流。10.如方案9所述的電氣系統(tǒng)，進(jìn)一步包括電感元件，其聯(lián)接在所述第二轉(zhuǎn)換模塊和所述第二接口之間，其中所述控制模塊配置成至少部分基于通過(guò)所述電感元件的電流大小確定用于閉合所述第二開(kāi)關(guān)元件和所述第三開(kāi)關(guān)元件的命令信號(hào)。11.如方案9所述的電氣系統(tǒng)，其中，所述控制模塊配置成確定用于閉合所述第二開(kāi)關(guān)元件和所述第三開(kāi)關(guān)元件的命令信號(hào)，所述命令信號(hào)被確定使得所述注入電流的大小導(dǎo)致當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)元件斷開(kāi)時(shí)通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)元件的電流基本上等于0。12. 一種用于使用能量轉(zhuǎn)換模塊傳輸能量的方法，所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括開(kāi)關(guān)元件，所述開(kāi)關(guān)元件聯(lián)接到電感元件，所述方法包括
閉合所述開(kāi)關(guān)元件以傳導(dǎo)開(kāi)關(guān)電流在第一節(jié)點(diǎn)到第二節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件，所述開(kāi)關(guān)電流包括至少一些通過(guò)所述電感元件的電流；
在所述第一節(jié)點(diǎn)提供注入電流，其中所述注入電流減小所述開(kāi)關(guān)電流的大小；以及當(dāng)所述開(kāi)關(guān)電流的大小低于閾值時(shí)斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)元件。13.如方案12所述的方法，其中
提供所述注入電流包括操作聯(lián)接在隔離模塊和直流(DC)接口之間的第一轉(zhuǎn)換模塊以將所述注入電流提供到聯(lián)接到交流(AC)接口的第二轉(zhuǎn)換模塊； 所述第二轉(zhuǎn)換模塊包括所述開(kāi)關(guān)元件；以及所述電感元件聯(lián)接在所述第二轉(zhuǎn)換模塊和所述AC接口之間。14.如方案13所述的方法，進(jìn)一步包括至少部分基于通過(guò)所述電感元件的電流和所述DC接口處的電壓確定用于所述第一轉(zhuǎn)換模塊的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的命令信號(hào)，其中操作所述第一轉(zhuǎn)換模塊包括根據(jù)所述命令信號(hào)操作所述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件。15.如方案12所述的方法，其中提供所述注入電流包括在聯(lián)接到所述第一節(jié)點(diǎn)的變壓器的一組繞組中感生所述注入電流。
16.如方案12所述的方法，其中提供所述注入電流包括傳導(dǎo)電流通過(guò)第一組繞組，所述第一組繞組磁耦合到第二組繞組，所述第二組繞組聯(lián)接到所述第一節(jié)點(diǎn)，通過(guò)所述第一組繞組的電流在所述第二組繞組中感生所述注入電流。17.如方案12所述的方法，其中斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)元件包括當(dāng)所述注入電流的大小等于通過(guò)所述電感元件的電流大小時(shí)斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)元件。18. 一種電氣系統(tǒng)，包括 直流(DC)接口 ；
交流(AC)接口 ；
隔離模塊，其包括第一組繞組，所述第一組繞組磁耦合到第二組繞組；
第一轉(zhuǎn)換模塊，其聯(lián)接在所述DC接口和所述第一組繞組之間；
第二轉(zhuǎn)換模塊，其聯(lián)接到所述第二組繞組；
電感元件，其聯(lián)接在所述第二轉(zhuǎn)換模塊和所述AC接口之間；以及
控制模塊，其聯(lián)接到所述第一轉(zhuǎn)換模塊和所述第二轉(zhuǎn)換模塊，其中所述控制模塊配置
成
操作所述第二轉(zhuǎn)換模塊以使電流循環(huán)通過(guò)所述電感元件；以及操作所述第一轉(zhuǎn)換模塊以在操作所述第二轉(zhuǎn)換模塊之前提供通過(guò)所述第二組繞組的注入電流，從而將能量從所述電感元件傳輸?shù)剿鯠C接口。19.如方案18所述的電氣系統(tǒng)，其中所述控制模塊配置成
基于通過(guò)所述電感元件的電流和所述DC接口處的電壓確定用于操作所述第一轉(zhuǎn)換模塊的命令信號(hào)；以及
根據(jù)所述命令信號(hào)操作所述第一轉(zhuǎn)換模塊以提供通過(guò)所述第二組繞組的注入電流。20.如方案19所述的電氣系統(tǒng)，其中所述控制模塊配置成
通過(guò)操作所述第二轉(zhuǎn)換模塊的第一開(kāi)關(guān)操作所述第二轉(zhuǎn)換模塊以將能量從所述電感元件傳輸?shù)剿鯠C接口 ；以及
所述命令信號(hào)配置成產(chǎn)生所述注入電流，所述注入電流具有的大小基本上等于當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)通過(guò)所述電感元件的電流。


通過(guò)結(jié)合附圖并參照詳細(xì)描述和權(quán)利要求，可得到對(duì)本發(fā)明主題的更完整理解， 其中相同附圖標(biāo)記在全部圖中總是表示相似元件。圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的適用于車輛中的電氣系統(tǒng)的示意圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的適用于圖1所示電氣系統(tǒng)的控制過(guò)程的流程示意圖；和圖3-6是示出了適于與示例性實(shí)施例中的圖2的控制過(guò)程一起使用的圖1的電氣系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)元件的各種狀態(tài)的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)描述實(shí)際上僅為示例性的，并不用于限制本發(fā)明主題的實(shí)施例或這些實(shí)施例的應(yīng)用和使用。在此使用的措辭“示例性”是指“用作示例、實(shí)例或例示”。作為示例在此描述的任何實(shí)施方案均不必被認(rèn)為是相對(duì)于其它實(shí)施方案的優(yōu)選或有利的方案。而且，本發(fā)明不會(huì)受限于在前文中的技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容或后文中的詳細(xì)描述中所呈現(xiàn)的任何明示或暗示的原理。以下描述涉及被“連接”或“聯(lián)接”在一起的元件或節(jié)點(diǎn)或特征。除非另行明確說(shuō)明，否則在此使用的“連接”是指一個(gè)元件/節(jié)點(diǎn)/特征直接接合到(或直接連通于)另一元件/節(jié)點(diǎn)/特征，而且不必采用機(jī)械方式。同樣，除非另行明確說(shuō)明，否則“聯(lián)接”是指一個(gè)元件/節(jié)點(diǎn)/特征部直接或間接接合到(或直接或間接連通于)另一元件/節(jié)點(diǎn)/特征，而且不必采用機(jī)械方式。這樣，雖然附圖可圖示出元件的一種示例性布置，不過(guò)，在所示主題的實(shí)施例中可存在其它中介元件、裝置、特征、或部件。此外，在以下描述中也可使用特定術(shù)語(yǔ)，其僅用于參照目的，而不用于限制。措辭“第一”、“第二”以及其它這樣的指代結(jié)構(gòu)的序數(shù)措辭并不暗示次序或順序，除非在上下文中明確指出。在此使用的“節(jié)點(diǎn)”是指任何內(nèi)部或外部的基準(zhǔn)點(diǎn)、連接點(diǎn)、匯合部、信號(hào)線、導(dǎo)電元件、或類似物，在所述節(jié)點(diǎn)處，存在給定的信號(hào)、邏輯電平、電壓、數(shù)據(jù)樣式、電流、或量值。 而且，兩種或更多種節(jié)點(diǎn)可通過(guò)一個(gè)實(shí)體元件(物理元件)實(shí)現(xiàn)(兩種或更多種信號(hào)可被復(fù)用、調(diào)制、或以其它方式區(qū)分，即使在共用節(jié)點(diǎn)處接收或輸出也是如此)。在此所述的技術(shù)和思路一般涉及矩陣轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其能夠在斷開(kāi)相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)之前減少通過(guò)矩陣轉(zhuǎn)換器的該一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)的電流，從而阻止或以其他方式抑制跨一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)的電壓峰值，上述電壓峰值將會(huì)以其他方式對(duì)于寄生電容和/或在矩陣轉(zhuǎn)換器中泄漏電感的出現(xiàn)有貢獻(xiàn)。如在下文中更詳細(xì)所述，與矩陣轉(zhuǎn)換器電感耦合0Π通過(guò)變壓器)的能量轉(zhuǎn)換模塊被操作以導(dǎo)致從直流電(DC)能量源流出，從而在與矩陣轉(zhuǎn)換器耦合的繞組中感生注入電流。注入電流減少了通過(guò)將斷開(kāi)的矩陣轉(zhuǎn)換器的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)的電流的大小，并且當(dāng)流經(jīng)矩陣轉(zhuǎn)換器相應(yīng)開(kāi)關(guān)的電流低于閾值時(shí)，矩陣轉(zhuǎn)換器的相應(yīng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)以將能量傳輸?shù)紻C能量源。在示例性實(shí)施例中，注入電流配置成使得在相應(yīng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，流過(guò)斷開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)的電流基本上等于0。這樣，防止、抑制或以其他方式減小了跨開(kāi)關(guān)的電壓瞬變，由此允許通過(guò)具有較低功率/電壓處理要求的部件和較小的緩沖器 (或完全沒(méi)有緩沖器)或其它損耗性部件來(lái)實(shí)現(xiàn)矩陣轉(zhuǎn)換器。圖1圖示出電氣系統(tǒng)100 (或可替代地為充電系統(tǒng)、充電器或充電模塊)的示例性實(shí)施例，其適用于車輛，例如電動(dòng)車輛和/或混合動(dòng)力車輛。非限制性地，電氣系統(tǒng)100包括第一接口 102 ；第一能量轉(zhuǎn)換模塊104 ；隔離模塊106 ；第二能量轉(zhuǎn)換模塊108 ；電感元件 110 ；電容元件112 ；第二接口 114 ；和控制模塊116。第一接口 102—般表示物理接口(例如， 端子，連接器，和類似物)，用于將電氣系統(tǒng)100聯(lián)接到DC能量源118;以及，第二接口 114 一般表示物理接口(例如，端子，連接器，和類似物)，用于將電氣系統(tǒng)100聯(lián)接到交流(AC)能量源120。因此，為了方便起見(jiàn)，第一接口 102在此可被稱為DC接口，而第二接口 114在此可被稱為AC接口。在示例性的實(shí)施例中，控制模塊116聯(lián)接到轉(zhuǎn)換模塊104、108，并且操作轉(zhuǎn)換模塊104、108，從而得到從AC能量源120流入DC能量源118的所需功率，如在下文中更詳細(xì)所述。在示例性實(shí)施例中，DC能量源118 (或者可替代地為能量?jī)?chǔ)存源或稱ESS)能夠以特定DC電壓電平(由箭頭160表示)從電氣系統(tǒng)100接收直流電流(4)(由箭頭150 表示)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，DC能量源118被實(shí)現(xiàn)為可再充電高電壓電池組，其具有從約200 到約500伏DC范圍內(nèi)的標(biāo)稱DC電壓。對(duì)此，DC能量源118可包括主能量源，用于車輛中另外的電氣系統(tǒng)和/或電動(dòng)馬達(dá)。例如，DC能量源118可聯(lián)接到被設(shè)置為將電壓和/或電流提供到電動(dòng)馬達(dá)的功率變換器，其轉(zhuǎn)而可接合變速器以通過(guò)常規(guī)方式驅(qū)動(dòng)車輛。在其它實(shí)施例中，DC能量源118可實(shí)現(xiàn)為電池、燃料電池、超級(jí)電容器或其它適合的能量?jī)?chǔ)存元件。AC能量源120 (或功率源)配置成以特定AC電壓電平(由箭頭180表示)將 AC電流(4)提供到充電系統(tǒng)100 (由箭頭170表示)，并且AC能量源120可被實(shí)現(xiàn)為主電源或主電氣系統(tǒng)，用于建筑物、家居、或在電力電網(wǎng)(例如，干線電力或電網(wǎng)電力)內(nèi)的其它結(jié)構(gòu)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，AC能量源120包括如在大多數(shù)住宅結(jié)構(gòu)中常用的單相電源，其根據(jù)地理區(qū)域而變化。例如，在美國(guó)，AC能量源120可被實(shí)現(xiàn)為在60 Hz下的120伏(RMS)或 240伏(RMS)，而在其它區(qū)域中，AC能量源120可被實(shí)現(xiàn)為在50 Hz下的110伏(RMS)或220 伏(RMS)。在可替代的實(shí)施例中，AC能量源120可被實(shí)現(xiàn)為適于充電系統(tǒng)100操作的任何 AC能量源。如在下文中更詳細(xì)所述，DC接口 102聯(lián)接到第一轉(zhuǎn)換模塊104，AC接口 114通過(guò)電感元件110聯(lián)接到第二轉(zhuǎn)換模塊108。隔離模塊106聯(lián)接在轉(zhuǎn)換模塊104、108之間，并在兩個(gè)轉(zhuǎn)換模塊104、108之間提供電流隔離。控制模塊116聯(lián)接到轉(zhuǎn)換模塊104、108，并操作第二轉(zhuǎn)換模塊108以將來(lái)自AC能量源120的能量轉(zhuǎn)換為在隔離模塊106上的高頻能量， 其然后通過(guò)轉(zhuǎn)換模塊104轉(zhuǎn)換為在DC接口 102處的DC能量，從而實(shí)現(xiàn)所希望的從AC能量源120到DC能量源118的功率流動(dòng)。應(yīng)理解，雖然本發(fā)明的主題為了闡釋的目的而在此被描述為處于電網(wǎng)至車輛的應(yīng)用環(huán)境(例如，AC能量源120將能量傳輸?shù)紻C能量源118)中， 不過(guò)，在其它實(shí)施例中，在此描述的本發(fā)明的主題可在車輛至電網(wǎng)的應(yīng)用(例如，DC能量源 118將能量傳輸?shù)紸C接口 114和/或AC能量源120)中實(shí)施和/或采用。為了充電DC能量源118，第一轉(zhuǎn)換模塊104將節(jié)點(diǎn)122、124處的高頻能量轉(zhuǎn)換為 DC能量，且該DC能量被提供到DC接口 102處的DC能量源118。對(duì)此，第一轉(zhuǎn)換模塊104在將高頻AC能量轉(zhuǎn)換為DC能量時(shí)作為整流器操作。在所示實(shí)施例中，第一轉(zhuǎn)換模塊104包括四個(gè)開(kāi)關(guān)元件(9-12)，其中每個(gè)開(kāi)關(guān)元件具有被設(shè)置為反向并聯(lián)于相應(yīng)開(kāi)關(guān)元件以適應(yīng)于雙向能量傳輸?shù)亩O管(29-32)。如圖所示，電容器1 被設(shè)置為在DC接口 102兩端上電并聯(lián)，以減小在DC接口 102處的電壓波動(dòng)，如現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)認(rèn)識(shí)到的那樣。在示例性實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)元件(9-12)為晶體管，并可使用任意適合的半導(dǎo)體晶體管開(kāi)關(guān)而實(shí)現(xiàn)，例如，雙極結(jié)晶體管(例如IGBT)，場(chǎng)效應(yīng)晶體管(例如M0SFET)，或在現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何其它相當(dāng)?shù)难b置。開(kāi)關(guān)和二極管反向并聯(lián)，意味著開(kāi)關(guān)和二極管以相反或逆反的極性電并聯(lián)。反向并聯(lián)設(shè)置允許雙向電流流動(dòng)而同時(shí)單向阻止電壓，如現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)認(rèn)識(shí)到的那樣。在這種設(shè)置中，通過(guò)開(kāi)關(guān)的電流的方向相反于通過(guò)相應(yīng)二極管的允許電流的方向。反向并聯(lián)二極管連接在每個(gè)開(kāi)關(guān)兩端上，從而在相應(yīng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)提供通向DC能量源118的電流路徑，用于對(duì)DC能量源118充電。如在下文中更詳細(xì)所述，在示例性實(shí)施例中，控制模塊116操作第一轉(zhuǎn)換模塊104的開(kāi)關(guān)以提供從DC能量源118至隔離模塊106 的電流路徑，從而在第二轉(zhuǎn)換模塊108的節(jié)點(diǎn)134，136處提供注入電流。在所示實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)9連接在DC接口 102的節(jié)點(diǎn)1 與節(jié)點(diǎn)122之間，并被設(shè)置為當(dāng)開(kāi)關(guān)9閉合時(shí)提供從節(jié)點(diǎn)1 至節(jié)點(diǎn)122的電流流動(dòng)路徑。二極管四連接在節(jié)點(diǎn) 122與節(jié)點(diǎn)1 之間，并被設(shè)置為提供從節(jié)點(diǎn)122至節(jié)點(diǎn)1 的電流流動(dòng)路徑(例如，二極管四反向并聯(lián)于開(kāi)關(guān)9)。開(kāi)關(guān)10連接在DC接口 102的節(jié)點(diǎn)130與節(jié)點(diǎn)122之間，并被設(shè)置
9為當(dāng)開(kāi)關(guān)10閉合時(shí)提供從節(jié)點(diǎn)122至節(jié)點(diǎn)130的電流流動(dòng)路徑；二極管2130連接在節(jié)點(diǎn) 122與節(jié)點(diǎn)130之間，并被設(shè)置為提供從節(jié)點(diǎn)130至節(jié)點(diǎn)122的電流流動(dòng)路徑。以類似方式，開(kāi)關(guān)11連接在節(jié)點(diǎn)1 與節(jié)點(diǎn)IM之間，并被設(shè)置為當(dāng)開(kāi)關(guān)11閉合時(shí)提供從節(jié)點(diǎn)1 至節(jié)點(diǎn)1 的電流流動(dòng)路徑；二極管2131連接在節(jié)點(diǎn)IM與DC接口 102之間，并被設(shè)置為提供從節(jié)點(diǎn)1 至節(jié)點(diǎn)1 的電流流動(dòng)路徑。開(kāi)關(guān)12連接在節(jié)點(diǎn)130與節(jié)點(diǎn)IM之間，并被設(shè)置為當(dāng)開(kāi)關(guān)12閉合時(shí)提供從節(jié)點(diǎn)IM至節(jié)點(diǎn)130的電流流動(dòng)路徑；二極管2132連接在節(jié)點(diǎn)124與DC接口 102之間，并被設(shè)置為提供從節(jié)點(diǎn)130至節(jié)點(diǎn)124的電流流動(dòng)路徑。在示例性實(shí)施例中，第二轉(zhuǎn)換模塊108有利于使電流(或能量)從AC能量源120和 /或電感元件110流動(dòng)到隔離模塊106。在所示實(shí)施例中，第二轉(zhuǎn)換模塊108被實(shí)現(xiàn)為前端單相矩陣轉(zhuǎn)換器，其包括八個(gè)開(kāi)關(guān)元件(1-8)，其中每個(gè)開(kāi)關(guān)元件具有被設(shè)置為以與前文關(guān)于第一轉(zhuǎn)換模塊104所述類似的方式反向并聯(lián)于相應(yīng)開(kāi)關(guān)元件的二極管(21-觀)。為了方便起見(jiàn)但非限制性地，第二轉(zhuǎn)換模塊108可替代地可在此被例示為矩陣轉(zhuǎn)換模塊(或矩陣轉(zhuǎn)換器)或者循環(huán)換流器。如在下文中更詳細(xì)所述，控制模塊116調(diào)制(例如，斷開(kāi)和/或閉合)矩陣轉(zhuǎn)換器108的開(kāi)關(guān)(1-8)以在節(jié)點(diǎn)122，124處產(chǎn)生高頻電壓，其得到了流入DC接口 102和/或DC能量源118的所需功率。在圖1所示實(shí)施例中，第一對(duì)的開(kāi)關(guān)(1，2)和二極管(21，22)聯(lián)接在節(jié)點(diǎn)132與節(jié)點(diǎn)134之間，其中，第一對(duì)的開(kāi)關(guān)和反向并聯(lián)二極管(例如，1和21)被設(shè)置為與第二對(duì)的開(kāi)關(guān)和反向并聯(lián)二極管(例如，2和22)具有相反極性。以這種方式，開(kāi)關(guān)1和二極管22被設(shè)置為當(dāng)開(kāi)關(guān)1閉合、導(dǎo)通或以其它方式啟用且節(jié)點(diǎn)134處的電壓正于(或高于)節(jié)點(diǎn)132處的電壓時(shí)，提供從節(jié)點(diǎn)134通過(guò)開(kāi)關(guān)1和二極管22至節(jié)點(diǎn)132的電流流動(dòng)路徑。開(kāi)關(guān)2和二極管21被設(shè)置為當(dāng)開(kāi)關(guān)2閉合、導(dǎo)通或其它方式啟用且節(jié)點(diǎn)132處的電壓正于節(jié)點(diǎn)134 處的電壓時(shí)，提供從節(jié)點(diǎn)132通過(guò)開(kāi)關(guān)2和二極管21至節(jié)點(diǎn)134的電流流動(dòng)路徑。以類似方式，第二對(duì)的開(kāi)關(guān)(3，4)和二極管(23，24)聯(lián)接在節(jié)點(diǎn)136與節(jié)點(diǎn)138之間，第三對(duì)的開(kāi)關(guān)(5，6)和二極管(25J6)聯(lián)接在節(jié)點(diǎn)132與節(jié)點(diǎn)136之間，第四對(duì)的開(kāi)關(guān)(7，8)和二極管 (27,28)聯(lián)接在節(jié)點(diǎn)134與節(jié)點(diǎn)138之間。在所示實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)1，3，5和7包括第一組開(kāi)關(guān)，其能夠在通過(guò)電感元件110的電流在負(fù)向流動(dòng)時(shí)(例如，Il <0 )，使從節(jié)點(diǎn)138到節(jié)點(diǎn)132通過(guò)電感元件110的電流(^ )(由箭頭190表示)變換方向，并且開(kāi)關(guān)2，4，6和8包括第二組開(kāi)關(guān)，其能夠在通過(guò)電感元件110的電流在正向流動(dòng)時(shí)(例如，Zi >0)，使從節(jié)點(diǎn)132到節(jié)點(diǎn)138通過(guò)電感元件110的電流變換方向，如在下文中更詳細(xì)所述。換言之，開(kāi)關(guān)1，3，5，7能夠傳導(dǎo)負(fù)向流過(guò)電感元件 110的電流(例如，i￡ <0)的至少一部分，并且開(kāi)關(guān)2，4，6，8能夠傳導(dǎo)正向流過(guò)電感元件
110的電流(例如，“ >0)的至少一部分。如本文所使用的，變換方向應(yīng)理解為使電流通過(guò)
矩陣轉(zhuǎn)換器108的開(kāi)關(guān)和二極管循環(huán)經(jīng)過(guò)電感元件110使得通過(guò)電感元件110的電流流動(dòng)不被中斷的過(guò)程。在示例性實(shí)施例中，隔離模塊106包括連接在第一轉(zhuǎn)換模塊104的節(jié)點(diǎn)122和 1 之間的第一組繞組144 ；和連接在節(jié)點(diǎn)134和136之間的第二組繞組146。為了闡釋目的，繞組146在此可被例示為包括主繞組級(jí)(或稱主繞組)，成組的繞組144在此可被例示為包括副繞組級(jí)(或稱副繞組)。繞組144、146提供電感元件，所述電感元件以傳統(tǒng)方式磁耦合以形成變壓器，如應(yīng)在現(xiàn)有技術(shù)中認(rèn)識(shí)到的那樣。在示例性實(shí)施例中，隔離模塊106被實(shí)現(xiàn)為高頻變壓器。由此，隔離模塊106包括被設(shè)計(jì)為在高頻(例如轉(zhuǎn)換模塊104、108中開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)頻率，如50 kHz)下用于特定功率水平的變壓器，使得變壓器的物理尺寸相對(duì)于被設(shè)計(jì)為在較低頻(例如AC能量源120的頻率，如主頻率)下用于相同功率水平的變壓器而減小。在示例性實(shí)施例中，電感元件110實(shí)現(xiàn)為電感器，電感器被設(shè)置為電串聯(lián)在矩陣轉(zhuǎn)換器108的節(jié)點(diǎn)132與AC接口 114的節(jié)點(diǎn)140之間。因此，為了方便起見(jiàn)，而不用于限制，電感元件110在此被稱作電感器。電感器110在電氣系統(tǒng)100的工作過(guò)程中用作高頻電感能量?jī)?chǔ)存元件。電容元件112實(shí)現(xiàn)為電容器，電容器被聯(lián)接在AC接口 114的節(jié)點(diǎn)140 和節(jié)點(diǎn)142之間，電容器112和電感器110協(xié)同設(shè)置以提供高頻過(guò)濾器，使得AC接口 114 處的電壓波動(dòng)最小，如應(yīng)在現(xiàn)有技術(shù)中認(rèn)識(shí)到的那樣?？刂颇K116 —般代表硬件、固件和/或軟件，其被設(shè)置以操作和/或調(diào)制轉(zhuǎn)換模塊104、108的開(kāi)關(guān)，以實(shí)現(xiàn)從AC能量源120到DC能量源118的所需功率流動(dòng)。根據(jù)實(shí)施例，控制模塊116可被實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)為通用處理器、微處理器、微控制器、內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器、 數(shù)字信號(hào)處理器、專用集成電路、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列、任何適合的可編程邏輯器件、分立的門(mén)或晶體管邏輯器件、分立的硬件部件、或者它們的任意組合，上述結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為支持和/ 或執(zhí)行在此所述的功能。當(dāng)正常運(yùn)行電網(wǎng)至車輛應(yīng)用期間，控制模塊116確定脈寬調(diào)制(PWM)命令信號(hào)從而控制矩陣轉(zhuǎn)換器108的開(kāi)關(guān)(1-8)的定時(shí)和工作周期以在絕緣模塊106的一次繞組146 上產(chǎn)生高頻率AC電壓，其在節(jié)點(diǎn)22J4上跨二次繞組144感生電流，從而導(dǎo)致所需電流
流入DC接口 102以充電DC能量源118。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，控制模塊116產(chǎn)生
正弦PWM變量工作周期控制信號(hào)以控制狀態(tài)機(jī)過(guò)渡，并由此控制開(kāi)關(guān)間隔內(nèi)(例如，開(kāi)關(guān)倒轉(zhuǎn)頻率)的開(kāi)關(guān)(1-8)的工作周期以應(yīng)用適當(dāng)?shù)拈_(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)?？刂颇K116獲得、監(jiān)控，或以
其他方式在DC接口 102電壓采樣(Gc)并把獲得的DC電壓與參考電壓(例如，理想的DC
接口 102電壓)比較以得出誤差信號(hào)，再將其與對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)頻率(例如，50 kHz)的高頻率載波信號(hào)比較從而得到正弦PWM調(diào)制工作周期。當(dāng)誤差信號(hào)低于載波信號(hào)時(shí)，控制模塊116 操作開(kāi)關(guān)1-8以有效地使節(jié)點(diǎn)132、138短路并使能量循環(huán)通過(guò)矩陣轉(zhuǎn)換器108以跨電感器 110施加請(qǐng)求電壓。當(dāng)誤差信號(hào)高于載波信號(hào)時(shí)，控制模塊116操作開(kāi)關(guān)(1-8)以釋放電感器110存儲(chǔ)的能量和/或電壓(替代地，回掃電壓)?；貟唠妷汉虯C接口 114處的電壓的和應(yīng)用于絕緣模塊106上的一次繞組146，導(dǎo)致功率轉(zhuǎn)移到節(jié)點(diǎn)122、IM和/或DC能量源 118。控制模塊116重復(fù)操作開(kāi)關(guān)(1-8)的步驟以在誤差信號(hào)變得低于載波信號(hào)時(shí)通過(guò)矩陣轉(zhuǎn)換器108循環(huán)能量并且當(dāng)誤差信號(hào)高于載波信號(hào)時(shí)釋放電感器110存儲(chǔ)的能量。以這種方式，矩陣轉(zhuǎn)換器在通過(guò)電感器110循環(huán)能量以及向絕緣模塊106和/或DC接口 102傳輸能量(在充電系統(tǒng)100的操作中始終需要)之間交替。如在下文中更詳細(xì)所述，在示例性實(shí)施例中，控制模塊116通過(guò)電感器110獲得或
以其他方式監(jiān)控電流〔)(例如，通過(guò)電流傳感器測(cè)量的電感電流)，并且當(dāng)電感電流大小
大于閾值時(shí)，確定PWM命令信號(hào)以控制定時(shí)和工作周期，其用于操作第一轉(zhuǎn)換模塊104的開(kāi)關(guān)(9-12)，從而在從使能量循環(huán)通過(guò)電感器110到傳輸能量到隔離模塊106和/或DC接口102的過(guò)渡之前通過(guò)絕緣模塊106的一次繞組146注入電流。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，控制模塊116聯(lián)接到DC接口 102和電感器110，并至少部分基于DC接口 102處的電壓(廠沉)
和/或通過(guò)電感器110的電流(、)確定開(kāi)關(guān)(9-12)的PWM命令信號(hào)的定時(shí)和工作周期。應(yīng)理解，圖1是電氣系統(tǒng)100的簡(jiǎn)化表現(xiàn)，用于說(shuō)明目的，而不用于以任何方式限制在此所述本發(fā)明主題的范圍或應(yīng)用性。這樣，雖然圖1圖示出在電路元件和/或端子之間的直接電連接，不過(guò)，在以大致相似方式實(shí)現(xiàn)功能的情況下，可替代實(shí)施例可采用中介電路元件和/或部件。此外，雖然電氣系統(tǒng)100在此描述為處于車輛矩陣轉(zhuǎn)換器108的應(yīng)用環(huán)境中，不過(guò)，本發(fā)明的主題應(yīng)不限于車輛和/或汽車應(yīng)用，在此描述的本發(fā)明的主題可在其中能量轉(zhuǎn)換模塊用于使用開(kāi)關(guān)元件傳輸能量的任何應(yīng)用(例如，降壓轉(zhuǎn)換器，增壓轉(zhuǎn)換器， 功率變換器，電流源變換器和/或轉(zhuǎn)換器，電壓源變換器和/或轉(zhuǎn)換器，等等)中實(shí)施?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖2，在示例性實(shí)施例中，電氣系統(tǒng)可被設(shè)置以執(zhí)行下述的控制過(guò)程200 和另外的任務(wù)、功能和操作。各種任務(wù)可通過(guò)軟件、硬件、固件、或它們的任意組合而執(zhí)行。 為了例示目的，以下的描述可參考前文中結(jié)合圖1所述的元件。在實(shí)踐中，任務(wù)、功能和操作可通過(guò)所述系統(tǒng)的不同元件(例如，第一轉(zhuǎn)換模塊104、隔離模塊106、矩陣轉(zhuǎn)換模塊108、 和/或控制模塊116)執(zhí)行。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，任意量的另外的或可替代的任務(wù)可包括在內(nèi)，并可并入在此未詳細(xì)描述的具有另外功能的更復(fù)雜的進(jìn)程或過(guò)程中。參見(jiàn)圖2并繼續(xù)參見(jiàn)圖1，控制過(guò)程200通過(guò)得到DC接口的電壓和得到電感電流 (任務(wù)202，204)而初始化或開(kāi)始。例如，控制模塊116可得到樣本或以其他方式測(cè)量DC接口 102的電壓和通過(guò)電感器110的電流(例如，通過(guò)電流傳感器，其配置在電感器110和節(jié)點(diǎn)132或節(jié)點(diǎn)140之間)?？刂七^(guò)程200通過(guò)確定用于矩陣轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)的PWM命令信號(hào) (任務(wù)206)而繼續(xù)。對(duì)此，控制模塊116使用高頻PWM來(lái)調(diào)制或以其他方式操作矩陣轉(zhuǎn)換器 108的開(kāi)關(guān)(1-8)以在二次繞組144的輸出122，124提供所需電壓(或電流)，以與圖1內(nèi)容如上所述類似的方式。PWM命令信號(hào)在開(kāi)關(guān)間隔(或PWM周期)上控制矩陣轉(zhuǎn)換器108的相應(yīng)開(kāi)關(guān)(1-8)的定時(shí)，即當(dāng)相應(yīng)開(kāi)關(guān)閉合，打開(kāi)或以其他方式激活時(shí)。例如，再次參照?qǐng)D1，當(dāng)電感電流處于正向時(shí)(例如，Ii >0 )，控制模塊116同時(shí)閉
合(或打開(kāi))開(kāi)關(guān)2，4，6和8以循環(huán)或以其他方式循環(huán)電感電流(i￡ )通過(guò)矩陣轉(zhuǎn)換器108
以跨電感器110施加電壓。為了釋放存儲(chǔ)的能量和/或電感器110的電壓并傳輸跨二次繞組144的正電壓(或通過(guò)二次繞組144的正電流)，控制模塊116斷開(kāi)(或關(guān)斷)開(kāi)關(guān)2和4 同時(shí)維持開(kāi)關(guān)6和8處于閉合狀態(tài)，使得僅開(kāi)關(guān)6和8經(jīng)由一次繞組146從節(jié)點(diǎn)132到節(jié)
點(diǎn)138傳導(dǎo)電感電流Ui )以施加跨一次繞組146的正電壓。在特定時(shí)間量之后，控制模塊
116閉合開(kāi)關(guān)2和4以使能量循環(huán)通過(guò)矩陣轉(zhuǎn)換器108，如上所述。為了傳輸跨二次繞組 144的負(fù)電壓(或通過(guò)二次繞組144的負(fù)電流)，控制模塊116斷開(kāi)(或關(guān)斷)開(kāi)關(guān)6和8同時(shí)維持開(kāi)關(guān)2和4處于閉合狀態(tài)，使得僅開(kāi)關(guān)2和4經(jīng)由一次繞組146從節(jié)點(diǎn)132到節(jié)點(diǎn)
138傳導(dǎo)電感電流O )以施加跨一次繞組146的負(fù)電壓。開(kāi)關(guān)2，4，6和8閉合的定時(shí)以及
開(kāi)關(guān)2，4，6和8閉合的持續(xù)時(shí)間(S卩，工作周期)由控制模塊116確定以在二次繞組144的輸出122,1 提供所需電壓(或電流)，如上所述。
以類似方式，當(dāng)電感電流處于負(fù)向時(shí)(例如，Ii <0 )，控制模塊116同時(shí)閉合(或
打開(kāi))開(kāi)關(guān)1，3，5和7以循環(huán)或以其他方式循環(huán)電感電流Oi )通過(guò)矩陣轉(zhuǎn)換器108。為了
釋放存儲(chǔ)的能量和/或電感器110的電壓并傳輸跨二次繞組144的正電壓(或通過(guò)二次繞組144的正電流)，控制模塊116斷開(kāi)(或關(guān)斷)開(kāi)關(guān)5和7同時(shí)維持開(kāi)關(guān)1和3處于閉合狀態(tài)，使得僅開(kāi)關(guān)1和3經(jīng)由一次繞組146從節(jié)點(diǎn)138到節(jié)點(diǎn)132傳導(dǎo)電感電流以釋放電感器110存儲(chǔ)的能量并施加跨一次繞組146的正電壓。在特定時(shí)間量之后，控制模塊116閉合開(kāi)關(guān)5和7以使能量循環(huán)通過(guò)矩陣轉(zhuǎn)換器108，如上所述。為了傳輸跨二次繞組144的負(fù)電壓(或通過(guò)二次繞組144的負(fù)電流)，控制模塊116斷開(kāi)(或關(guān)斷)開(kāi)關(guān)1和3同時(shí)維持開(kāi)關(guān)5和7處于閉合狀態(tài)，使得僅開(kāi)關(guān)5和7經(jīng)由一次繞組146從節(jié)點(diǎn)138到節(jié)點(diǎn)132傳導(dǎo)電感電流以釋放電感器110存儲(chǔ)的能量并施加跨一次繞組146的負(fù)電壓。開(kāi)關(guān)1，3，5和7 閉合的定時(shí)以及開(kāi)關(guān)1，3，5和7閉合的持續(xù)時(shí)間(即，工作周期)由控制模塊116確定以在二次繞組144的輸出122,1 提供所需電壓(或電流)，如上所述。再次參考圖2，并繼續(xù)參考圖1，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，控制過(guò)程200確定電流注入是否應(yīng)被使能(任務(wù)208)。對(duì)此，控制模塊116可將獲得的電感電流(ix )與一個(gè)或多個(gè)閾值比較來(lái)確定電流注入應(yīng)被使能還是停用。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，控制模塊116獲得電感電流 (》的測(cè)量值(例如，通過(guò)采樣和/或讀取電流傳感器的值)，并根據(jù)最近被獲得的電感電
流值Gi)和之前獲得的電感電流值確定電感電流的移動(dòng)平均數(shù)( ￡ )。確定移動(dòng)平均數(shù)降
低了電感電流測(cè)量值的嘈音效果，這也會(huì)被本領(lǐng)域技術(shù)人員所認(rèn)識(shí)到。當(dāng)對(duì)于之前開(kāi)關(guān)間隔電流注入之前沒(méi)有被使能時(shí)，控制模塊116將電感電流的移動(dòng)平均數(shù)大小與第一閾值比較，并當(dāng)移動(dòng)平均數(shù)的大小大于第一閾值時(shí)使能電流注入。對(duì)此，第一閾值被選出作為流過(guò)電感器110的電流大小的值，其很有可能產(chǎn)生跨矩陣轉(zhuǎn)換器108開(kāi)關(guān)的瞬變電壓峰值，這就超過(guò)開(kāi)關(guān)1-8的擊穿電壓。當(dāng)對(duì)于之前開(kāi)關(guān)間隔電流注入被使能時(shí)，控制模塊116將移動(dòng)平均數(shù)大小與第二閾值比較，并當(dāng)移動(dòng)平均數(shù)的大小低于第二閾值時(shí)停用電流注入。在示例性實(shí)施例中，第一閾值大于第二閾值以提供磁滯現(xiàn)象并保護(hù)控制過(guò)程200不受使能電流注入和停用電流注入之間的振蕩。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一閾值被選擇為大概4安培， 第二閾值被選擇為大概2安培。在某些具體實(shí)施例中應(yīng)注意的是，電流注入可在不管電感電流大小的情況下在所有時(shí)間被使能。在示例性實(shí)施例中，響應(yīng)于確定了電流注入不應(yīng)該被使能(或者可替代地，電流注入應(yīng)該停用)，控制過(guò)程200通過(guò)根據(jù)矩陣轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)的PWM命令信號(hào)操作矩陣轉(zhuǎn)換器而繼續(xù)(任務(wù)210)。以這種方式，當(dāng)電流注入被停用時(shí)，控制模塊116根據(jù)之前確定的PWM命令信號(hào)操作矩陣轉(zhuǎn)換器108的開(kāi)關(guān)1-8，從而在通過(guò)矩陣轉(zhuǎn)換器108循環(huán)電感電流和向DC接口 102和/或DC能量源118傳輸能量之間交替，如上所述。由任務(wù)202、204、206、208限定的循環(huán)可在電氣系統(tǒng)100的操作中始終重復(fù)，直到電感電流超過(guò)第一閾值和控制過(guò)程200 確定電流注入應(yīng)該被使能。響應(yīng)于確定了電流注入應(yīng)該被使能，控制過(guò)程200通過(guò)確定通過(guò)矩陣轉(zhuǎn)換器的絕緣模塊的一次繞組的注入電流的PWM命令信號(hào)而繼續(xù)(任務(wù)212)。在示例性實(shí)施例中，根據(jù)DC接口 102處的電壓(Ge)和感應(yīng)電流，控制模塊116確定操作第一轉(zhuǎn)換模塊104的開(kāi)
關(guān)9-12的定時(shí)和工作周期(或脈沖寬度)，從而提供注入電流通過(guò)一次繞組146以減少通過(guò)矩陣轉(zhuǎn)換器的一個(gè)或多個(gè)閉合的開(kāi)關(guān)的電流，并防止當(dāng)矩陣轉(zhuǎn)換器108的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)隨后斷開(kāi)時(shí)瞬變電壓峰值超過(guò)開(kāi)關(guān)1-8的擊穿電壓。在示例性實(shí)施例中，控制模塊116應(yīng)
用二維查詢表，并根據(jù)感應(yīng)電流Gi)的大小和DC接口 102的電壓(Fw)確定開(kāi)關(guān)9-12的
定時(shí)和工作時(shí)間。對(duì)此，查詢表由相應(yīng)一對(duì)開(kāi)關(guān)9-12同時(shí)打開(kāi)的工作周期(脈沖寬度)值和當(dāng)相應(yīng)開(kāi)關(guān)9-12相對(duì)于斷開(kāi)矩陣轉(zhuǎn)換器108的一對(duì)開(kāi)關(guān)以傳輸能量到DC接口 102而應(yīng)被打開(kāi)/關(guān)閉的定時(shí)組成?？刂颇K116根據(jù)通過(guò)變壓器106的電流預(yù)期方向來(lái)確認(rèn)或以其他方式確定該對(duì)開(kāi)關(guān)9-12被同時(shí)閉合。例如，根據(jù)矩陣轉(zhuǎn)換器108的開(kāi)關(guān)1-8的電感電流
()方向和/或PWM命令信號(hào)，控制模塊116確認(rèn)開(kāi)關(guān)9和12作為一對(duì)開(kāi)關(guān)被閉合以在矩
陣轉(zhuǎn)換器108被操作以將負(fù)電壓施加到一次繞組146之前提供注入電流從節(jié)點(diǎn)134到節(jié)點(diǎn) 136通過(guò)一次繞組146，并且確認(rèn)開(kāi)關(guān)10和11作為一對(duì)開(kāi)關(guān)被閉合以在矩陣轉(zhuǎn)換器108被操作以將正電壓施加到一次繞組146之前提供注入電流從節(jié)點(diǎn)136到節(jié)點(diǎn)134通過(guò)一次繞組146，如在下文中更詳細(xì)所述。在確定用于提供注入電流通過(guò)隔離模塊的一次繞組的PWM命令信號(hào)之后，控制過(guò)程200通過(guò)根據(jù)用于矩陣轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)的PWM命令信號(hào)操作矩陣轉(zhuǎn)換器以及在傳輸能量到 DC接口和/或DC能量源之前提供通過(guò)一次繞組的注入電流而繼續(xù)(任務(wù)214，216)。這樣， 控制模塊116根據(jù)之前確定的PWM命令信號(hào)操作矩陣轉(zhuǎn)換器108的開(kāi)關(guān)1-8，從而在通過(guò)矩
陣轉(zhuǎn)換器108循環(huán)電感電流(A )和向DC接口 102和/或DC能量源118傳輸能量之間交
替?？刂颇K116根據(jù)之前確定的PWM命令信號(hào)操作第一轉(zhuǎn)換模塊104的開(kāi)關(guān)9-12，用于注入電流通過(guò)隔離模塊106的一次繞組146，從而傳導(dǎo)電流通過(guò)二次繞組144，并感應(yīng)或以其他方式在斷開(kāi)矩陣轉(zhuǎn)換器108的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)以傳輸能量到DC接口 102和/或DC能量源118之前提供注入電流通過(guò)一次繞組146。由任務(wù)202，204，206，208，210，212，214和 216限定的循環(huán)可根據(jù)需要在電氣系統(tǒng)100的操作中始終重復(fù)。例如，現(xiàn)在參照?qǐng)D3，并繼續(xù)參照?qǐng)D1-2，如上所述，當(dāng)電感電流(I1)處于正向時(shí) (由箭頭300表示)和/或AC接口 140的電壓為正時(shí)，控制模塊116閉合(或打開(kāi))開(kāi)關(guān)2， 4，6和8以循環(huán)或以其他方式循環(huán)電感電流(’，)通過(guò)矩陣轉(zhuǎn)換器108。對(duì)此，開(kāi)關(guān)2和6均
在節(jié)點(diǎn)132傳導(dǎo)至少一部分電感電流(Ii),開(kāi)關(guān)8和4均傳導(dǎo)該部分電感電流分別流經(jīng)開(kāi)
關(guān)2和6到節(jié)點(diǎn)138。為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)和易于解釋，開(kāi)關(guān)1，3，5，7和二極管22，24，26, 28在圖3和圖4的實(shí)施例中沒(méi)有示出，因?yàn)樗鼈冊(cè)陔姼须娏魈幱谡驎r(shí)不傳導(dǎo)電感電流的任何部分。控制模塊116確定或以其他方式確認(rèn)開(kāi)關(guān)9和12作為第一轉(zhuǎn)換模塊104的一對(duì)開(kāi)
關(guān)被閉合，以在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)6和8以將負(fù)電壓跨二次繞組144傳輸之前提供注入電流(iM/ )
(由箭頭310表示)通過(guò)一次繞組146。類似地，為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)和易于解釋，開(kāi)關(guān)10，11和二極管四-32在圖3的實(shí)施例中沒(méi)有示出，因?yàn)樗鼈冊(cè)陂_(kāi)關(guān)9和12閉合并且沒(méi)有施加跨一次繞組146的電壓時(shí)不傳導(dǎo)任何電流。
當(dāng)開(kāi)關(guān)9和12閉合時(shí)，DC能量源118的電壓跨二次繞組144施力口，導(dǎo)致DC電流 aDC)(由箭頭320表示)通過(guò)開(kāi)關(guān)9，12和二次繞組144。通過(guò)二次繞組144的電流變化
感生通過(guò)一次繞組146的注入電流(iw )，其在節(jié)點(diǎn)136增加電壓并在節(jié)點(diǎn)134減小電壓。 當(dāng)在節(jié)點(diǎn)136的電壓相對(duì)于節(jié)點(diǎn)132增加以及流入節(jié)點(diǎn)136的注入電流)增加時(shí)，流
經(jīng)開(kāi)關(guān)6的節(jié)點(diǎn)132處的電感電流〔)比例減小，并且類似地，當(dāng)在節(jié)點(diǎn)134的電壓相對(duì)于節(jié)點(diǎn)132，138減小以及從節(jié)點(diǎn)134流出的注入電流Oiw )增加時(shí)，流經(jīng)開(kāi)關(guān)2的節(jié)點(diǎn)132 處的電感電流(G)比例增加，而流經(jīng)開(kāi)關(guān)8的節(jié)點(diǎn)134處的電流比例減小。這樣，注入電 )減小流經(jīng)開(kāi)關(guān)6和8的電流大小。在示例性實(shí)施例中，控制模塊116基于DC接口 102處的電壓(P5e)和電感電流)大小確定PWM命令信號(hào)以控制開(kāi)關(guān)9和12相對(duì)于開(kāi)
關(guān)6和8的斷開(kāi)而閉合的定時(shí)并控制用于閉合開(kāi)關(guān)9和12的工作周期，使得注入電流U jw
)配置成導(dǎo)致流經(jīng)開(kāi)關(guān)6和8的開(kāi)關(guān)電流小于閾值。當(dāng)通過(guò)開(kāi)關(guān)6和8的開(kāi)關(guān)電流小于閾值同時(shí)維持開(kāi)關(guān)2和4處于閉合狀態(tài)時(shí)，控制模塊116隨后斷開(kāi)(或關(guān)斷)開(kāi)關(guān)6和8以從
節(jié)點(diǎn)132到節(jié)點(diǎn)138傳導(dǎo)電感電流(Zi )通過(guò)一次繞組146并跨一次繞組146施加負(fù)電壓。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，閾值被選擇為等于0安培，并且注入電流)隨后配置成等于電感電流
()，使得在開(kāi)關(guān)6和8斷開(kāi)時(shí)，注入電流導(dǎo)致流經(jīng)開(kāi)關(guān)6和8的開(kāi)關(guān)電流基本上等于0。對(duì)
此，當(dāng)流經(jīng)開(kāi)關(guān)6和8的開(kāi)關(guān)電流等于0時(shí)，流經(jīng)開(kāi)關(guān)2和4的開(kāi)關(guān)電流等于電感電流 )。現(xiàn)在參照?qǐng)D4，并繼續(xù)參照?qǐng)D1-3，當(dāng)電感電流〔)處于正向時(shí)，在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)2和 4以跨一次繞組146施加正電壓之前，控制模塊116閉合第一轉(zhuǎn)換模塊104的開(kāi)關(guān)10和11 以產(chǎn)生從節(jié)點(diǎn)136到節(jié)點(diǎn)134通過(guò)一次繞組146的注入電流(Iw/ )(由箭頭410表示)。當(dāng)
開(kāi)關(guān)10和11閉合時(shí)，DC能量源118的電壓跨二次繞組144施力Π，導(dǎo)致電流(^)(由箭頭 420表示)通過(guò)開(kāi)關(guān)10，11并從節(jié)點(diǎn)124到節(jié)點(diǎn)122通過(guò)二次繞組144。通過(guò)二次繞組144 的電流在一次繞組146中感生注入電流(丨膠)，其在節(jié)點(diǎn)134增加電壓并在節(jié)點(diǎn)136減小
電壓。當(dāng)在節(jié)點(diǎn)134的電壓相對(duì)于節(jié)點(diǎn)132增加以及流入節(jié)點(diǎn)134的注入電流)增加
時(shí)，流經(jīng)開(kāi)關(guān)2的節(jié)點(diǎn)132處的電感電流()比例減小，并且類似地，當(dāng)在節(jié)點(diǎn)136的電壓
相對(duì)于節(jié)點(diǎn)132，138減小以及從節(jié)點(diǎn)136流出的注入電流(I·)增加時(shí)，流經(jīng)開(kāi)關(guān)6的節(jié)
點(diǎn)132處的電感電流()比例增加，而流經(jīng)開(kāi)關(guān)4的節(jié)點(diǎn)136處的電流比例減小。如上所
15述，基于DC接口 102處的電壓(Fise)大小和電感電流()大小確定開(kāi)關(guān)10和11相對(duì)于開(kāi)
關(guān)2和4的斷開(kāi)而閉合的定時(shí)以及閉合開(kāi)關(guān)10和11的工作周期，從而在開(kāi)關(guān)2和4斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生流經(jīng)開(kāi)關(guān)2和4的電流，所述電流小于閾值，并且優(yōu)選地基本上等于0?，F(xiàn)在參照?qǐng)D5，并繼續(xù)參照?qǐng)D1-2，當(dāng)電感電流(I1)處于負(fù)向時(shí)(由箭頭500表示) 和/或AC接口 140的電壓為負(fù)時(shí)，控制模塊116閉合(或打開(kāi))開(kāi)關(guān)1，3，5和7以循環(huán)或以其他方式循環(huán)電感電流()通過(guò)矩陣轉(zhuǎn)換器108。對(duì)此，開(kāi)關(guān)1和5均在節(jié)點(diǎn)132傳導(dǎo)至
少一部分電感電流(I1 )，開(kāi)關(guān)7和3傳導(dǎo)該部分電感電流從節(jié)點(diǎn)138分別流經(jīng)開(kāi)關(guān)1和5。
為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)和易于解釋，開(kāi)關(guān)2，4，6，8和二極管21，23，25，27在圖5和圖6的實(shí)施例中沒(méi)有示出，因?yàn)樗鼈冊(cè)陔姼须娏魈幱谪?fù)向時(shí)不傳導(dǎo)電感電流的任何部分。以如上所述的類似方式，在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)5和7以將正電壓跨一次繞組146施加之前，
控制模塊116第一轉(zhuǎn)換模塊104的閉合開(kāi)關(guān)10和11以產(chǎn)生注入電流(!」》-)(由箭頭510 表示)通過(guò)一次繞組146，如上所述的類似方式。當(dāng)開(kāi)關(guān)10和11閉合時(shí)，DC能量源118的電壓跨二次繞組144施力Π，導(dǎo)致電流(Iljcr )(由箭頭520表示)流經(jīng)二次繞組144，并且在一
次繞組146中感生注入電流(Ιμγ)，其在節(jié)點(diǎn)134增加電壓并在節(jié)點(diǎn)136減小電壓。當(dāng)在節(jié)點(diǎn)134的電壓相對(duì)于節(jié)點(diǎn)132，138增加時(shí)，流經(jīng)開(kāi)關(guān)7的節(jié)點(diǎn)138處的電流比例減小，流經(jīng)開(kāi)關(guān)1的電感電流(Ii )比例增加，并且類似地，當(dāng)在節(jié)點(diǎn)136的電壓相對(duì)于節(jié)點(diǎn)132減
小時(shí)，流經(jīng)開(kāi)關(guān)5的節(jié)點(diǎn)132處的電感電流(^ )比例減小。當(dāng)通過(guò)開(kāi)關(guān)5和7的開(kāi)關(guān)電流小于所需閾值同時(shí)維持開(kāi)關(guān)1和3處于閉合狀態(tài)時(shí)，控制模塊116隨后斷開(kāi)(或關(guān)斷)開(kāi)關(guān) 5和7以傳導(dǎo)電感電流(Ii )并施加跨一次繞組146的正電壓?，F(xiàn)在參照?qǐng)D6，并繼續(xù)參照?qǐng)D1-2和5，當(dāng)電感電流Oi )處于負(fù)向時(shí)，在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)1
和3以跨一次繞組146施加負(fù)電壓之前，控制模塊116閉合第一轉(zhuǎn)換模塊104的開(kāi)關(guān)9和 12以導(dǎo)致流經(jīng)二次繞組144的電流(由箭頭620表示)并產(chǎn)生從節(jié)點(diǎn)134到節(jié)點(diǎn)136通過(guò)
一次繞組146的注入電流X由箭頭610表示)。當(dāng)在節(jié)點(diǎn)136的電壓相對(duì)于節(jié)點(diǎn)132，
138增加以及流入節(jié)點(diǎn)136的注入電流Uiw )增加時(shí)，流經(jīng)開(kāi)關(guān)5的電感電流〔)比例增加，流經(jīng)開(kāi)關(guān)3的節(jié)點(diǎn)138的電流比例減小，并且類似地，當(dāng)在節(jié)點(diǎn)134的電圧相對(duì)于節(jié)點(diǎn) 132，138減小以及從節(jié)點(diǎn)134流出的注入電流(i雁)增加時(shí)，流經(jīng)開(kāi)關(guān)1的節(jié)點(diǎn)132處的
電感電流(^ )比例減小，流經(jīng)開(kāi)關(guān)7的節(jié)點(diǎn)138處的電流比例增加。當(dāng)通過(guò)開(kāi)關(guān)1和3的開(kāi)關(guān)電流小于所需閾值同時(shí)維持開(kāi)關(guān)5和7處于閉合狀態(tài)時(shí)，控制模塊116隨后斷開(kāi)(或關(guān)斷)開(kāi)關(guān)1和3以傳導(dǎo)電感電流O1 )并施加跨一次繞組146的負(fù)電壓。簡(jiǎn)要總結(jié)，以上描述的系統(tǒng)和/或方法的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是通過(guò)矩陣轉(zhuǎn)換器的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)的電流在相應(yīng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)之前被減小，從而防止或以其它方式在電流流入矩陣轉(zhuǎn)換器的一個(gè)或多個(gè)電感元件時(shí)抑制電壓峰值，其或以其他方式通過(guò)關(guān)閉或斷開(kāi)相應(yīng)開(kāi)關(guān)而中斷。這減少了矩陣轉(zhuǎn)換器部件對(duì)電壓和/或功率的處理需求，轉(zhuǎn)而減少了矩陣轉(zhuǎn)換器部件的尺寸和成本。另外，矩陣轉(zhuǎn)換器可使用任意緩沖器或其他有損耗部件而應(yīng)用，上述緩沖器或其他部件也將以其他方式對(duì)于額外尺寸，重量，成本和/或熱設(shè)計(jì)要求有貢獻(xiàn)，同時(shí)減小了總體功率處理效率。為了簡(jiǎn)要起見(jiàn)，與電能和/或功率轉(zhuǎn)換、充電系統(tǒng)、功率轉(zhuǎn)換器、脈寬調(diào)制(PWM)、 和所述系統(tǒng)的其它功能方面(以及所述系統(tǒng)的各操作部件)相關(guān)的傳統(tǒng)技術(shù)可能并未在此詳細(xì)描述。而且，在包含于此的各圖中所示的連接線用于表示在各元件之間的示例性功能關(guān)系和/或物理聯(lián)接。應(yīng)注意，許多可替代的或另外的功能關(guān)系或物理連接可存在于本發(fā)明主題的實(shí)施例中?？稍诖烁鶕?jù)功能和/或邏輯塊部件并且參照可由各種計(jì)算部件或裝置執(zhí)行的各操作、處理任務(wù)和功能的符號(hào)標(biāo)記來(lái)描述工藝技術(shù)。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，圖中所示的各種塊部件可通過(guò)被設(shè)置為執(zhí)行特定功能的任意數(shù)量的硬件、軟件和/或固件部件而實(shí)現(xiàn)。例如，系統(tǒng)或部件的實(shí)施例可采用各種集成電路部件(例如存儲(chǔ)器元件)、數(shù)字信號(hào)處理元件、邏輯元件、查詢表、或類似物，其可在一個(gè)或多個(gè)微處理器或其它控制裝置的控制下執(zhí)行各種功能。雖然已在前文中的詳細(xì)描述中展現(xiàn)出至少一個(gè)示例性實(shí)施例，不過(guò)，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，存在大量變例。還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在此描述的一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例并不用于以任何方式限制要求保護(hù)的本發(fā)明主題的范圍、應(yīng)用性或設(shè)置。而是，在前文中的詳細(xì)描述將為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供實(shí)施所述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的便利途徑。應(yīng)理解，在不背離由權(quán)利要求書(shū)限定的范圍的情況下，可以對(duì)元件的功能和布置進(jìn)行各種改變，在遞交本專利申請(qǐng)時(shí)，本發(fā)明的范圍包括已知的等同方案和可預(yù)見(jiàn)到的等同方案。
權(quán)利要求
1.一種電氣系統(tǒng)，包括第一接口 ； 第二接口 ； 隔離模塊；第一轉(zhuǎn)換模塊，其聯(lián)接在所述第一接口和所述隔離模塊之間； 第二轉(zhuǎn)換模塊，其聯(lián)接在所述第二接口和所述隔離模塊之間，所述第二轉(zhuǎn)換模塊包括第一開(kāi)關(guān)元件；以及控制模塊，其聯(lián)接到所述第一轉(zhuǎn)換模塊和所述第二轉(zhuǎn)換模塊，其中所述控制模塊配置成操作所述第一轉(zhuǎn)換模塊以提供注入電流到所述第二轉(zhuǎn)換模塊，從而在斷開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)元件之前減小通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)元件的電流大小。
2.如權(quán)利要求1所述的電氣系統(tǒng)，其中 所述第一接口包括直流(DC)接口 ；所述第二接口包括交流(AC)接口 ；以及所述控制模塊配置成在操作所述第二轉(zhuǎn)換模塊之前提供所述注入電流以將能量從所述AC接口傳輸?shù)剿鯠C接口。
3.如權(quán)利要求1所述的電氣系統(tǒng)，其中，所述隔離模塊包括 第一節(jié)點(diǎn)，其聯(lián)接到所述第一轉(zhuǎn)換模塊；第二節(jié)點(diǎn)，其聯(lián)接到所述第一轉(zhuǎn)換模塊； 第一組繞組，其聯(lián)接在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間； 第三節(jié)點(diǎn)，其聯(lián)接到所述第二轉(zhuǎn)換模塊； 第四節(jié)點(diǎn)，其聯(lián)接到所述第二轉(zhuǎn)換模塊；以及第二組繞組，其聯(lián)接在所述第三節(jié)點(diǎn)和所述第四節(jié)點(diǎn)之間，所述第一組繞組和所述第二組繞組磁耦合，其中所述控制模塊配置成操作所述第一轉(zhuǎn)換模塊以提供通過(guò)所述第二組繞組的所述注入電流。
4.如權(quán)利要求3所述的電氣系統(tǒng)，進(jìn)一步包括電感元件，其聯(lián)接在所述第二轉(zhuǎn)換模塊和所述第二接口之間。
5.如權(quán)利要求4所述的電氣系統(tǒng)，其中所述第二轉(zhuǎn)換模塊包括一組開(kāi)關(guān)元件，其配置成允許電流以第一方向通過(guò)所述電感元件，所述一組開(kāi)關(guān)元件包括所述第一開(kāi)關(guān)元件；以及所述控制模塊配置成閉合所述一組開(kāi)關(guān)元件的每個(gè)開(kāi)關(guān)元件從而在斷開(kāi)所述第一開(kāi)關(guān)元件之前使電流以所述第一方向循環(huán)通過(guò)所述電感元件。
6.如權(quán)利要求5所述的電氣系統(tǒng)，其中，所述注入電流減小通過(guò)所述電感元件的電流的比例，所述通過(guò)所述電感元件的電流流過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)元件。
7.如權(quán)利要求4所述的電氣系統(tǒng)，其中，所述控制模塊配置成操作所述第一轉(zhuǎn)換模塊， 從而以受通過(guò)所述電感元件的電流大小影響的方式提供所述注入電流。
8.如權(quán)利要求7所述的電氣系統(tǒng)，其中，所述控制模塊配置成操作所述第一轉(zhuǎn)換模塊， 從而以受所述第一接口處的電壓大小影響的方式提供所述注入電流。
9.一種用于使用能量轉(zhuǎn)換模塊傳輸能量的方法，所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括開(kāi)關(guān)元件，所述開(kāi)關(guān)元件聯(lián)接到電感元件，所述方法包括閉合所述開(kāi)關(guān)元件以傳導(dǎo)開(kāi)關(guān)電流在第一節(jié)點(diǎn)到第二節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件，所述開(kāi)關(guān)電流包括至少一些通過(guò)所述電感元件的電流；在所述第一節(jié)點(diǎn)提供注入電流，其中所述注入電流減小所述開(kāi)關(guān)電流的大??；以及當(dāng)所述開(kāi)關(guān)電流的大小低于閾值時(shí)斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)元件。
10. 一種電氣系統(tǒng)，包括 直流(DC)接口 ； 交流(AC)接口 ；隔離模塊，其包括第一組繞組，所述第一組繞組磁耦合到第二組繞組；第一轉(zhuǎn)換模塊，其聯(lián)接在所述DC接口和所述第一組繞組之間；第二轉(zhuǎn)換模塊，其聯(lián)接到所述第二組繞組；電感元件，其聯(lián)接在所述第二轉(zhuǎn)換模塊和所述AC接口之間；以及控制模塊，其聯(lián)接到所述第一轉(zhuǎn)換模塊和所述第二轉(zhuǎn)換模塊，其中所述控制模塊配置成操作所述第二轉(zhuǎn)換模塊以使電流循環(huán)通過(guò)所述電感元件；以及操作所述第一轉(zhuǎn)換模塊以在操作所述第二轉(zhuǎn)換模塊之前提供通過(guò)所述第二組繞組的注入電流，從而將能量從所述電感元件傳輸?shù)剿鯠C接口。全文摘要
本發(fā)明涉及在矩陣轉(zhuǎn)換器中減小瞬變電壓峰值的系統(tǒng)和方法。具體地，提供了用于使用能量轉(zhuǎn)換模塊傳輸能量的系統(tǒng)和方法，所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)元件。示例性電氣系統(tǒng)包括DC接口；AC接口；隔離模塊；第一轉(zhuǎn)換模塊，其聯(lián)接在所述DC接口和所述隔離模塊之間；以及第二轉(zhuǎn)換模塊，其在所述AC接口和所述隔離模塊之間?？刂颇K配置成操作所述第一轉(zhuǎn)換模塊以在斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)元件之前提供注入電流到所述第二轉(zhuǎn)換模塊，從而減小通過(guò)所述第二轉(zhuǎn)換模塊的開(kāi)關(guān)元件的電流大小。
文檔編號(hào)H02M1/32GK102340248SQ20111020172
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者A. 卡霍克 L., 佩里西克 M., M. 蘭索姆 R. 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司