本(ben)(ben)發(fa)明涉(she)及(ji)一種(zhong)功率(lv)轉(zhuan)換器(qi)以(yi)及(ji)一種(zhong)用于組(zu)(zu)裝功率(lv)轉(zhuan)換器(qi)的(de)組(zu)(zu)裝方(fang)法。具體而言，本(ben)(ben)發(fa)明涉(she)及(ji)一種(zhong)功率(lv)轉(zhuan)換器(qi)以(yi)及(ji)一種(zhong)模(mo)塊化設計的(de)功率(lv)轉(zhuan)換器(qi)的(de)組(zu)(zu)裝方(fang)法。

背景技術：

功(gong)率(lv)轉(zhuan)換(huan)器(qi)在(zai)許(xu)多應用中使用。例(li)如，功(gong)率(lv)轉(zhuan)換(huan)器(qi)在(zai)逆變器(qi)中將(jiang)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(direct current，DC)變為(wei)交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(alternating current，AC)，在(zai)整流(liu)(liu)(liu)器(qi)中將(jiang)交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)變為(wei)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)，在(zai)DC/DC轉(zhuan)換(huan)器(qi)中改變直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)的電(dian)(dian)壓，或者(zhe)在(zai)轉(zhuan)換(huan)器(qi)中改變交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)的電(dian)(dian)壓和/或頻率(lv)。

US 7,667,952 B2公開了一(yi)種與逆(ni)變器關聯(lian)的具有電容(rong)器陣列的連接(jie)系統，其中，電容(rong)器通過(guo)接(jie)線(xian)排連接(jie)并通過(guo)絕緣層隔開，接(jie)線(xian)排由堆疊的極性(xing)不(bu)同的兩個(ge)細條組成。

功(gong)率轉換(huan)器(qi)在不間(jian)斷電(dian)(dian)源(yuan)(uninterruptible power supply，UPS)等中使用。在這一應用中，對(dui)外部電(dian)(dian)源(yuan)的(de)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)進行整流(liu)(liu)以對(dui)電(dian)(dian)池充電(dian)(dian)。當(dang)外部電(dian)(dian)源(yuan)中斷時，調整電(dian)(dian)池的(de)直流(liu)(liu)電(dian)(dian)以便(bian)維持內部電(dian)(dian)源(yuan)。

此外，功率轉換器還用于(yu)可再生(sheng)能(neng)源(yuan)生(sheng)成方面。例如(ru)，風力發電機或光伏(fu)板(ban)通(tong)常(chang)產生(sheng)直流電。因(yin)此，能(neng)源(yuan)必須轉變為交流電以將能(neng)源(yuan)注(zhu)入公共電網。

另外，功(gong)率轉換器(qi)還用于許(xu)多(duo)其它(ta)領域，例(li)如，電(dian)機驅動、主動前(qian)端(active front ends，AFE)、并網(wang)逆變(bian)器(qi)(grid-tied inverter，GTI)和許(xu)多(duo)其它(ta)應用。

對于所(suo)有這(zhe)些(xie)應用(yong)(yong)，功率轉換器包括(kuo)(kuo)電源(yuan)模塊。這(zhe)些(xie)電源(yuan)模塊包括(kuo)(kuo)絕(jue)緣柵極雙極型(xing)晶體管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)和/或二極管芯片。根據功率范圍以(yi)及根據所(suo)需應用(yong)(yong)，必須選擇一個(ge)合適的電源(yuan)模塊。

上述應用(yong)的(de)功(gong)率范(fan)(fan)圍通(tong)常在非常大(da)(da)的(de)范(fan)(fan)圍中變化，該范(fan)(fan)圍從50kVA直至2MVA以(yi)及更大(da)(da)。因此，需要針對各(ge)個應用(yong)的(de)許多專用(yong)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)模塊(kuai)以(yi)及每(mei)個功(gong)率轉換器(qi)的(de)所需功(gong)率范(fan)(fan)圍。因此，必須針對許多電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)模塊(kuai)中的(de)每(mei)一個設計(ji)單(dan)獨的(de)功(gong)率轉換器(qi)。通(tong)過使用(yong)大(da)(da)量不(bu)同的(de)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)模塊(kuai)，所有這些專用(yong)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)模塊(kuai)的(de)設計(ji)導(dao)致每(mei)個單(dan)獨的(de)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)模塊(kuai)的(de)每(mei)項成本相對高。

此外，許多(duo)不同(tong)(tong)電(dian)(dian)源(yuan)模塊中的(de)每一個要求(qiu)(qiu)單獨的(de)控制(zhi)電(dian)(dian)路。因此，單獨設計針對(dui)所(suo)有電(dian)(dian)源(yuan)模塊和所(suo)用電(dian)(dian)源(yuan)模塊的(de)功率轉換器同(tong)(tong)樣要求(qiu)(qiu)巨大工程量。

功(gong)(gong)率轉(zhuan)換器(qi)通常針(zhen)對專(zhuan)用(yong)(yong)功(gong)(gong)率范(fan)圍(wei)設計，并且功(gong)(gong)率轉(zhuan)換器(qi)使用(yong)(yong)專(zhuan)用(yong)(yong)電(dian)源(yuan)模塊和(he)(he)專(zhuan)用(yong)(yong)控制電(dian)路(lu)，這兩者都適(shi)用(yong)(yong)于(yu)特定(ding)應(ying)用(yong)(yong)和(he)(he)預定(ding)功(gong)(gong)率范(fan)圍(wei)。因此，之后不可能改變功(gong)(gong)率轉(zhuan)換器(qi)的(de)功(gong)(gong)率范(fan)圍(wei)。當(dang)應(ying)用(yong)(yong)的(de)功(gong)(gong)率范(fan)圍(wei)改變時，需要具有新(xin)電(dian)源(yuan)模塊和(he)(he)新(xin)控制電(dian)路(lu)的(de)全新(xin)功(gong)(gong)率轉(zhuan)換器(qi)。

此(ci)外，功率轉換(huan)器通常具有高(gao)熱功率損(sun)耗(hao)，導(dao)致各個(ge)部件(jian)發熱。為(wei)了避免(mian)因功率轉換(huan)器的(de)(de)高(gao)溫度而引(yin)起的(de)(de)損(sun)壞(huai)，必須對功率轉換(huan)器的(de)(de)部件(jian)，尤其是IGBT和二(er)極管芯片進行散熱。為(wei)此(ci)，需(xu)要一種(zhong)(zhong)強制性散熱系(xi)統(tong)，例如(ru)，液冷系(xi)統(tong)或風(feng)冷系(xi)統(tong)。這樣一種(zhong)(zhong)散熱系(xi)統(tong)的(de)(de)體積通常需(xu)要很大，導(dao)致功率轉換(huan)器的(de)(de)尺(chi)寸(cun)很大。

因此(ci)，需要(yao)一(yi)種能夠很(hen)容易適(shi)應功率(lv)(lv)范圍的功率(lv)(lv)轉換器(qi)，其中(zhong)，可(ke)以(yi)事后使功率(lv)(lv)范圍適(shi)應。

還需要一種能夠適用于不(bu)同(tong)應(ying)用的功率轉(zhuan)換器(qi)。

還需要(yao)一種能(neng)夠基于少量標準電(dian)源模塊制造的功率(lv)轉換器(qi)。

此外(wai)，需要一種提供有(you)效散熱并具有(you)相對較小尺寸的功率轉換(huan)器。

技術實現要素：

根據本發明的第(di)一(yi)(yi)方面，提供了一(yi)(yi)種具(ju)有(you)多(duo)個(ge)(ge)模塊(kuai)(kuai)化(hua)功率組件(jian)單(dan)元(yuan)的功率轉換器，每(mei)個(ge)(ge)模塊(kuai)(kuai)化(hua)功率組件(jian)單(dan)元(yuan)包括(kuo)：多(duo)個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)模塊(kuai)(kuai)，每(mei)個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)模塊(kuai)(kuai)與一(yi)(yi)個(ge)(ge)獨立的驅(qu)動單(dan)元(yuan)連接；電(dian)(dian)(dian)容器；用于連接所(suo)述電(dian)(dian)(dian)源(yuan)模塊(kuai)(kuai)與所(suo)述電(dian)(dian)(dian)容器的連接構件(jian)；以(yi)及電(dian)(dian)(dian)接口，其(qi)中，所(suo)述多(duo)個(ge)(ge)模塊(kuai)(kuai)化(hua)功率組件(jian)單(dan)元(yuan)的每(mei)個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)接口均具(ju)有(you)相同的結構。

根據本發明的第二(er)方(fang)面(mian)，提(ti)(ti)供(gong)了一種用(yong)于組裝(zhuang)功(gong)率(lv)(lv)轉變器(qi)的組裝(zhuang)方(fang)法(fa)，所(suo)述(shu)(shu)方(fang)法(fa)包(bao)括(kuo)以下步驟：提(ti)(ti)供(gong)多(duo)個(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)化(hua)功(gong)率(lv)(lv)組件單元，每個(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)化(hua)功(gong)率(lv)(lv)組件單元包(bao)括(kuo)：多(duo)個(ge)電(dian)(dian)源模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)，每個(ge)電(dian)(dian)源模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)與一個(ge)獨立(li)的驅動單元連(lian)接(jie)(jie)(jie)；電(dian)(dian)容器(qi)；用(yong)于連(lian)接(jie)(jie)(jie)所(suo)述(shu)(shu)電(dian)(dian)源模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)與所(suo)述(shu)(shu)電(dian)(dian)容器(qi)的連(lian)接(jie)(jie)(jie)構件；以及電(dian)(dian)接(jie)(jie)(jie)口，其中，所(suo)述(shu)(shu)多(duo)個(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)化(hua)功(gong)率(lv)(lv)組件單元的每個(ge)電(dian)(dian)接(jie)(jie)(jie)口均具(ju)有相同的結(jie)構；以及通過(guo)所(suo)述(shu)(shu)電(dian)(dian)接(jie)(jie)(jie)口連(lian)接(jie)(jie)(jie)所(suo)述(shu)(shu)多(duo)個(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)化(hua)功(gong)率(lv)(lv)組件單元。

本發明(ming)的(de)一個潛在理念是將一個功(gong)(gong)(gong)率(lv)轉換器(qi)(qi)分成多個模(mo)塊(kuai)(kuai)化功(gong)(gong)(gong)率(lv)組(zu)(zu)件(jian)(jian)模(mo)塊(kuai)(kuai)。這些模(mo)塊(kuai)(kuai)化功(gong)(gong)(gong)率(lv)組(zu)(zu)件(jian)(jian)單元中的(de)每一個都是以(yi)標(biao)準(zhun)化部件(jian)(jian)為基礎(chu)，尤其是基于常用的(de)標(biao)準(zhun)化功(gong)(gong)(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)(kuai)。為了(le)使功(gong)(gong)(gong)率(lv)轉換器(qi)(qi)的(de)功(gong)(gong)(gong)率(lv)范圍適應所(suo)需功(gong)(gong)(gong)率(lv)，合并多個模(mo)塊(kuai)(kuai)化功(gong)(gong)(gong)率(lv)組(zu)(zu)件(jian)(jian)單元。通過為所(suo)有模(mo)塊(kuai)(kuai)化功(gong)(gong)(gong)率(lv)組(zu)(zu)件(jian)(jian)單元提供相同的(de)電接(jie)口(kou)，可以(yi)很(hen)容易合并多個模(mo)塊(kuai)(kuai)化功(gong)(gong)(gong)率(lv)組(zu)(zu)件(jian)(jian)單元。

這樣(yang)，電源可以基于標(biao)準化功率(lv)模(mo)塊而建立。因此，各個部件具有良好的可用性并且(qie)較便宜。因此，可以降低制(zhi)造(zao)這一功率(lv)轉(zhuan)換器的成本。

通過(guo)(guo)將整(zheng)個功(gong)(gong)率(lv)轉換器劃(hua)分為多個子模(mo)塊(kuai)，可(ke)以實現功(gong)(gong)率(lv)范(fan)圍的靈活調整(zheng)。通過(guo)(guo)簡(jian)單(dan)地(di)增(zeng)加或(huo)移除一個或(huo)多個模(mo)塊(kuai)可(ke)以很容易(yi)地(di)擴大或(huo)縮小這一功(gong)(gong)率(lv)轉換器的功(gong)(gong)率(lv)范(fan)圍。

另外(wai)，也可(ke)以(yi)提高(gao)功率轉換(huan)(huan)器(qi)的可(ke)靠性。即便一(yi)個模(mo)塊損(sun)壞(huai)(huai)，也只需更換(huan)(huan)該損(sun)壞(huai)(huai)的模(mo)塊。可(ke)以(yi)繼續使用剩余模(mo)塊而無需任何(he)改變(bian)。

通過(guo)將功率轉換器(qi)分為(wei)單獨的模塊，可以(yi)實(shi)現增強的熱管(guan)理。這樣(yang)，提(ti)供了功率轉換器(qi)的有效散熱。因此(ci)，可以(yi)減小這一(yi)功率轉換器(qi)的尺寸(cun)。

根據本發明的(de)所(suo)(suo)述第一方面的(de)功(gong)率(lv)轉換(huan)器的(de)第一實(shi)施形式，所(suo)(suo)述功(gong)率(lv)模(mo)(mo)塊包括功(gong)率(lv)二(er)極(ji)(ji)管和/或絕(jue)緣柵極(ji)(ji)雙極(ji)(ji)型(xing)晶體(ti)管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)。基于這類功(gong)率(lv)模(mo)(mo)塊，可以實(shi)現模(mo)(mo)塊化功(gong)率(lv)組件單元的(de)靈活設(she)計。

根據如(ru)上所述本發明的(de)所述第(di)一(yi)方(fang)面的(de)功(gong)率(lv)轉換(huan)器的(de)第(di)二(er)實施(shi)形(xing)(xing)式或根據所述第(di)一(yi)方(fang)面的(de)所述第(di)一(yi)實施(shi)形(xing)(xing)式，每個功(gong)率(lv)模(mo)塊的(de)所述獨立的(de)驅動(dong)單元適用于分別提(ti)供IGBT驅動(dong)信號給所連(lian)接的(de)功(gong)率(lv)模(mo)塊。

根據本(ben)發(fa)明的(de)所述第(di)(di)一方(fang)面的(de)所述第(di)(di)二實施形式的(de)功(gong)(gong)率(lv)轉換器的(de)第(di)(di)三實施形式，所有功(gong)(gong)率(lv)模(mo)塊都相同(tong)。通(tong)過使用多個(ge)公共功(gong)(gong)率(lv)模(mo)塊，尤其是標準化功(gong)(gong)率(lv)模(mo)塊，這些(xie)模(mo)塊通(tong)常較便宜(yi)并且具有良(liang)好的(de)可(ke)用性。

根(gen)(gen)據(ju)如上所(suo)述本發明的(de)所(suo)述第一(yi)方(fang)面的(de)功(gong)率(lv)轉換器的(de)第四實施形(xing)式或根(gen)(gen)據(ju)所(suo)述第一(yi)方(fang)面的(de)任一(yi)前述實施形(xing)式，所(suo)述模塊化功(gong)率(lv)組件(jian)單元還包括散(san)熱構件(jian)。

根據本(ben)發明的(de)所述(shu)第(di)(di)一方面(mian)的(de)所述(shu)第(di)(di)四(si)實(shi)施形式的(de)功率(lv)(lv)轉(zhuan)換器的(de)第(di)(di)五實(shi)施形式，所述(shu)散(san)(san)熱構(gou)件(jian)包括(kuo)強(qiang)制(zhi)性(xing)風(feng)冷系統或液冷系統。通(tong)過(guo)將獨立的(de)散(san)(san)熱單元應用到每個功率(lv)(lv)組件(jian)單元，可以實(shi)現(xian)良好且可靠的(de)散(san)(san)熱，并(bing)且提高了模塊化功率(lv)(lv)組件(jian)單元的(de)效率(lv)(lv)。

根據如上所述(shu)本發(fa)明的(de)(de)所述(shu)第一(yi)方面的(de)(de)功(gong)(gong)率(lv)轉換(huan)器的(de)(de)第六(liu)實(shi)(shi)施(shi)形式或根據所述(shu)第一(yi)方面的(de)(de)任一(yi)前(qian)述(shu)實(shi)(shi)施(shi)形式，所述(shu)多(duo)個模(mo)塊化功(gong)(gong)率(lv)組(zu)件(jian)單(dan)元(yuan)中的(de)(de)每一(yi)個均包括機械(xie)接口，其中，所述(shu)多(duo)個模(mo)塊化功(gong)(gong)率(lv)組(zu)件(jian)單(dan)元(yuan)的(de)(de)每個機械(xie)接口均相同。這(zhe)樣，實(shi)(shi)現了功(gong)(gong)率(lv)轉換(huan)器的(de)(de)容易且靈活的(de)(de)組(zu)裝(zhuang)。

根據如上所(suo)述(shu)本發(fa)明的所(suo)述(shu)第(di)(di)一方(fang)面(mian)的功率轉換(huan)器的第(di)(di)七實(shi)施形(xing)式(shi)或(huo)根據所(suo)述(shu)第(di)(di)一方(fang)面(mian)的任(ren)一前(qian)述(shu)實(shi)施形(xing)式(shi)，所(suo)述(shu)連接(jie)構(gou)件包括接(jie)線(xian)(xian)排。用于連接(jie)所(suo)述(shu)功率模(mo)塊與所(suo)述(shu)電容器的接(jie)線(xian)(xian)排提供了低感應率的連接(jie)。

根據如上所述本發明的(de)所述第一方面的(de)功率(lv)轉換器(qi)(qi)的(de)第八實施形式或根據所述第一方面的(de)任一前(qian)述實施形式，所述多個(ge)模塊化(hua)功率(lv)組件(jian)單元(yuan)(yuan)中的(de)至少一個(ge)是整(zheng)流器(qi)(qi)、逆變(bian)器(qi)(qi)、DC/DC轉換器(qi)(qi)或AC/DC/AC轉換器(qi)(qi)。基(ji)于這種模塊化(hua)功率(lv)組件(jian)單元(yuan)(yuan)，可以基(ji)于單獨功率(lv)組件(jian)單元(yuan)(yuan)的(de)合并來創建非(fei)常靈活的(de)功率(lv)轉換器(qi)(qi)。

根(gen)據(ju)如上(shang)所(suo)述(shu)本發明的(de)(de)所(suo)述(shu)第一(yi)方(fang)(fang)(fang)面(mian)的(de)(de)功(gong)(gong)(gong)率(lv)轉換(huan)器(qi)的(de)(de)第九(jiu)實(shi)施形式或根(gen)據(ju)所(suo)述(shu)第一(yi)方(fang)(fang)(fang)面(mian)的(de)(de)任一(yi)前述(shu)實(shi)施形式，所(suo)述(shu)功(gong)(gong)(gong)率(lv)轉換(huan)器(qi)還包(bao)括用(yong)于接(jie)收所(suo)述(shu)多個(ge)模塊(kuai)化功(gong)(gong)(gong)率(lv)組件單元的(de)(de)安(an)裝設(she)備。安(an)裝設(she)備，例如，機架，提供了一(yi)種安(an)裝及(ji)連接(jie)單獨模塊(kuai)化功(gong)(gong)(gong)率(lv)組件單元的(de)(de)有效且靈活的(de)(de)方(fang)(fang)(fang)式。

根據本發明的(de)(de)所(suo)(suo)述(shu)第九方面(mian)的(de)(de)所(suo)(suo)述(shu)第四實施形式的(de)(de)功率轉(zhuan)換器的(de)(de)第十(shi)實施形式，所(suo)(suo)述(shu)安裝設備還包括用于連接所(suo)(suo)述(shu)模塊(kuai)化功率組(zu)件單(dan)元的(de)(de)所(suo)(suo)述(shu)電接口的(de)(de)可(ke)插(cha)拔(ba)連接器。通過可(ke)插(cha)拔(ba)連接器可(ke)以非常容易地安裝和(he)拆卸單(dan)獨的(de)(de)模塊(kuai)。

根據本發明的(de)(de)所述(shu)第二方(fang)面的(de)(de)方(fang)法(fa)的(de)(de)第一實施形(xing)式，所述(shu)用于組(zu)裝(zhuang)功(gong)率(lv)(lv)轉換(huan)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)方(fang)法(fa)基(ji)于所述(shu)功(gong)率(lv)(lv)轉換(huan)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)設計功(gong)率(lv)(lv)范(fan)圍確(que)定模(mo)塊(kuai)化(hua)功(gong)率(lv)(lv)組(zu)件單元的(de)(de)數目。通過使所需(xu)模(mo)塊(kuai)的(de)(de)數目適應所需(xu)功(gong)率(lv)(lv)范(fan)圍，可以實現用于非(fei)常大的(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)范(fan)圍的(de)(de)單獨(du)功(gong)率(lv)(lv)轉換(huan)器(qi)(qi)(qi)。

根(gen)據(ju)本發(fa)明的(de)(de)(de)第(di)三方面(mian)，提供(gong)了一種(zhong)包括根(gen)據(ju)如上所述(shu)本發(fa)明的(de)(de)(de)所述(shu)第(di)一方面(mian)或(huo)根(gen)據(ju)所述(shu)第(di)一方面(mian)的(de)(de)(de)任一前述(shu)實施形式的(de)(de)(de)功率轉換器的(de)(de)(de)不(bu)間斷電(dian)源。

根據本發(fa)明的(de)第(di)四方面(mian)，提供了一(yi)種包括根據如上所述(shu)本發(fa)明的(de)所述(shu)第(di)一(yi)方面(mian)或(huo)根據所述(shu)第(di)一(yi)方面(mian)的(de)任(ren)一(yi)前述(shu)實施形式的(de)功率(lv)轉(zhuan)換器(qi)(qi)的(de)太陽(yang)能逆變(bian)器(qi)(qi)或(huo)風能逆變(bian)器(qi)(qi)。

附圖說明

在下(xia)文(wen)中，本發明結(jie)合附圖進(jin)行描述，其中：

圖1為(wei)根據本發(fa)明一實施例的功率轉(zhuan)換器的示意俯視圖；

圖2為根據本發明一實(shi)施(shi)例(li)的功率組件單元(yuan)的示意后視圖；

圖3為根據本發明一實施例(li)的(de)功率組件(jian)模塊(kuai)的(de)電路(lu)圖；

圖(tu)4為根據本發明一(yi)實(shi)施例的功率轉換器的示意圖(tu)；以及(ji)

圖5為根據本發明一實施例的(de)功率轉換器的(de)組裝方(fang)法的(de)流程圖。

具體實施方式

在下文中，描(miao)述方向的(de)術(shu)語，例如“上方”、“下方”、“左側”、“右側”等(deng)只是為了更(geng)好(hao)地理解(jie)附圖，而(er)不限(xian)制本發明。相同(tong)參考(kao)標號(hao)與相同(tong)或相似部件有(you)關。附圖尺(chi)寸僅(jin)出于說明目(mu)的(de)而(er)不是限(xian)制本發明。

圖1示出了模塊化功(gong)率(lv)(lv)組(zu)件單(dan)元(yuan)1的示例。根據本(ben)示例，一個(ge)(ge)或(huo)(huo)多個(ge)(ge)功(gong)率(lv)(lv)單(dan)元(yuan)2排(pai)列在(zai)功(gong)率(lv)(lv)組(zu)件單(dan)元(yuan)1的左側(ce)和(he)/或(huo)(huo)右側(ce)。功(gong)率(lv)(lv)單(dan)元(yuan)2在(zai)模塊化功(gong)率(lv)(lv)組(zu)件單(dan)元(yuan)1中的其它排(pai)列也是(shi)有可(ke)能的。

功(gong)率模塊(kuai)2可為包(bao)括功(gong)率二極管或IGBT模塊(kuai)等模塊(kuai)。

多個模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)單元2可(ke)(ke)以排(pai)列(lie)(lie)在模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)化(hua)功(gong)(gong)率(lv)組(zu)件單元1中。例如，功(gong)(gong)率(lv)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)可(ke)(ke)以排(pai)列(lie)(lie)在左(zuo)側(ce)以及右(you)側(ce)。例如，分別(bie)地，三(san)個IGBT模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)可(ke)(ke)以排(pai)列(lie)(lie)在左(zuo)側(ce)，另外三(san)個模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)可(ke)(ke)以排(pai)列(lie)(lie)在右(you)側(ce)。這樣，構(gou)造兩個三(san)相逆變器(qi)是(shi)可(ke)(ke)能的(de)，一個位(wei)于(yu)左(zuo)側(ce)，一個位(wei)于(yu)右(you)側(ce)。然而(er)，功(gong)(gong)率(lv)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)2的(de)其它排(pai)列(lie)(lie)也是(shi)有可(ke)(ke)能的(de)。

每個功率模塊2包括用于驅動各個功率模塊2的獨立驅動單元。具體而言，每個驅動單元提供一個IGBT驅動信號用于驅動相應功率模塊2。為此，IGBT驅動信號相對功率組件單元1的供電電壓進行電絕緣。具體而言，驅動單元可具有額外的輔助供電電壓。為了驅動IGBT模塊，驅動單元可包括輸出級，進行柵極電壓控制，保護IGB的集電極與發射極V_CE(sat)之(zhi)間的壓降和/或(huo)用于互(hu)鎖(suo)保護特征。

散(san)熱構(gou)件5排(pai)列在(zai)功(gong)率模塊(kuai)2的(de)前(qian)面以對功(gong)率模塊(kuai)2進行散(san)熱。散(san)熱構(gou)件5可以是(shi)液(ye)冷系統或強(qiang)制性(xing)(xing)風冷。例如，強(qiang)制性(xing)(xing)風冷系統可包括多(duo)個(ge)風扇。替代(dai)性(xing)(xing)散(san)熱系統也是(shi)可能的(de)。

通(tong)過將(jiang)散(san)熱(re)系(xi)統5靠近(jin)功率(lv)模(mo)塊(kuai)2排列，實現了功率(lv)模(mo)塊(kuai)2的(de)(de)(de)非常有效(xiao)的(de)(de)(de)散(san)熱(re)。因(yin)此，這種有效(xiao)散(san)熱(re)導致(zhi)功率(lv)模(mo)塊(kuai)2的(de)(de)(de)工作溫度較低。因(yin)此，提高了模(mo)塊(kuai)化(hua)功率(lv)組(zu)件單元(yuan)1的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)，尤其是(shi)功率(lv)模(mo)塊(kuai)2的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)。

因(yin)此(ci)，散(san)(san)熱(re)效率可(ke)以顯著提高(gao)。功率模(mo)塊可(ke)以結合(he)散(san)(san)熱(re)要(yao)求(qiu)以優化方式排(pai)列。因(yin)此(ci)，僅需(xu)要(yao)較少和(he)/或(huo)較小的部件用于(yu)強制性散(san)(san)熱(re)。與常規功率轉換系統相比(bi)，根據(ju)本(ben)發明的功率轉換器僅需(xu)一(yi)半體積。

這(zhe)樣，可(ke)以(yi)減小功率(lv)(lv)轉換(huan)器(qi)的(de)總(zong)尺寸。因此(ci)，也顯著減少了本發明的(de)功率(lv)(lv)轉換(huan)器(qi)的(de)重量。因此(ci)，可(ke)以(yi)降(jiang)低制造這(zhe)一功率(lv)(lv)轉換(huan)器(qi)的(de)成本。

在模(mo)塊(kuai)化功率(lv)組件(jian)單元1的(de)(de)中間，一(yi)(yi)個或多個電(dian)容器(qi)3排(pai)列(lie)于(yu)左側和(he)右側功率(lv)模(mo)塊(kuai)2之(zhi)間。電(dian)容器(qi)3與(yu)功率(lv)模(mo)塊(kuai)2通過連(lian)(lian)接(jie)構(gou)件(jian)4連(lian)(lian)接(jie)。為了實現非(fei)常有(you)效(xiao)率(lv)的(de)(de)連(lian)(lian)接(jie)，例如，接(jie)線排(pai)可(ke)以用于(yu)連(lian)(lian)接(jie)電(dian)容器(qi)3與(yu)功率(lv)模(mo)塊(kuai)2。接(jie)線排(pai)是具有(you)良好(hao)電(dian)導性的(de)(de)扁平矩形元件(jian)。功率(lv)模(mo)塊(kuai)2與(yu)電(dian)容器(qi)3的(de)(de)這一(yi)(yi)連(lian)(lian)接(jie)提供了具有(you)低寄生電(dian)感(gan)的(de)(de)極好(hao)連(lian)(lian)接(jie)。因(yin)此，由于(yu)電(dian)容器(qi)3與(yu)功率(lv)模(mo)塊(kuai)2之(zhi)間的(de)(de)連(lian)(lian)接(jie)的(de)(de)低電(dian)感(gan)，可(ke)以實現功率(lv)模(mo)塊(kuai)2的(de)(de)非(fei)常好(hao)的(de)(de)開關(guan)特性。

為了提供電(dian)(dian)連(lian)接(jie)，模(mo)塊化(hua)(hua)功率組件(jian)單元(yuan)1還包括電(dian)(dian)接(jie)口6。電(dian)(dian)接(jie)口6包括多個端子，用于(yu)連(lian)接(jie)具(ju)有(you)更多模(mo)塊化(hua)(hua)功率組件(jian)單元(yuan)1的(de)(de)功率組件(jian)單元(yuan)1或用于(yu)連(lian)接(jie)具(ju)有(you)更多外部部件(jian)的(de)(de)模(mo)塊化(hua)(hua)功率組件(jian)單元(yuan)1。

為了實現(xian)單(dan)(dan)獨(du)的(de)模(mo)塊化(hua)(hua)功率(lv)(lv)組件(jian)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)1的(de)靈活使用(yong)，每個模(mo)塊化(hua)(hua)功率(lv)(lv)組件(jian)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)1的(de)電接(jie)口6具有相同結(jie)構(gou)。每個模(mo)塊化(hua)(hua)功率(lv)(lv)組件(jian)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)1中具有相同功能的(de)電接(jie)口6的(de)單(dan)(dan)獨(du)端(duan)子(zi)(zi)位于相同位置且具有相同設計(ji)。例如(ru)，用(yong)于接(jie)收和(he)/或(huo)提供(gong)交流(liu)電的(de)三個相位的(de)端(duan)子(zi)(zi)具有預定(ding)結(jie)構(gou)且位于模(mo)塊化(hua)(hua)功率(lv)(lv)組件(jian)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)1內(nei)的(de)預定(ding)位置。同樣地，用(yong)于接(jie)收和(he)/或(huo)提供(gong)直流(liu)電的(de)端(duan)子(zi)(zi)也具有預定(ding)結(jie)構(gou)且位于模(mo)塊化(hua)(hua)功率(lv)(lv)組件(jian)單(dan)(dan)元(yuan)(yuan)1內(nei)的(de)預定(ding)位置。

這樣，用(yong)于(yu)接(jie)(jie)收模塊化(hua)(hua)功率組件單元1的(de)安裝設(she)備(bei)可以裝備(bei)有標(biao)準化(hua)(hua)接(jie)(jie)口，用(yong)于(yu)接(jie)(jie)收模塊化(hua)(hua)功率組件單元1的(de)電接(jie)(jie)口的(de)端子(zi)。

例(li)如，接(jie)口包(bao)括用于可插拔(ba)連(lian)接(jie)的(de)(de)多個端子。電接(jie)口的(de)(de)可插拔(ba)連(lian)接(jie)實現了模塊(kuai)化功率組(zu)件(jian)單元1的(de)(de)非常快的(de)(de)連(lian)接(jie)。這樣，模塊(kuai)化功率組(zu)件(jian)單元1可以很容易地放置到(dao)機架等安裝(zhuang)設備中，并且電連(lian)接(jie)自動(dong)建立。

通過為所有(you)模(mo)塊化功(gong)(gong)率(lv)組(zu)件(jian)(jian)單(dan)元(yuan)(yuan)1提(ti)供(gong)相同的(de)(de)電(dian)接口(kou)6，可以實現模(mo)塊化功(gong)(gong)率(lv)組(zu)件(jian)(jian)單(dan)元(yuan)(yuan)1的(de)(de)靈(ling)活(huo)排列。這樣，可以提(ti)供(gong)標準化安(an)裝(zhuang)設備(bei)，例如，機(ji)架。這種安(an)裝(zhuang)設備(bei)提(ti)供(gong)了(le)多個電(dian)接口(kou)和機(ji)械接口(kou)，用于接收每個模(mo)塊化功(gong)(gong)率(lv)組(zu)件(jian)(jian)單(dan)元(yuan)(yuan)1的(de)(de)相應電(dian)接口(kou)和機(ji)械接口(kou)。因(yin)此(ci)，可以很(hen)容易地插入和移除動單(dan)獨的(de)(de)模(mo)塊化功(gong)(gong)率(lv)組(zu)件(jian)(jian)單(dan)元(yuan)(yuan)1。因(yin)此(ci)，可以實現簡單(dan)組(zu)裝(zhuang)和加(jia)速維(wei)護。

可替代(dai)地(di)或另外(wai)，電接口6的端子可通過電纜(lan)連接。這樣，可以實(shi)現(xian)單獨(du)模塊(kuai)化功率組件單元1之間(jian)的非(fei)常靈活的連接和/或到外(wai)圍(wei)元件的連接。

此外，這(zhe)類電(dian)纜(lan)還可(ke)(ke)充當熔線(xian)。如(ru)果功率轉換(huan)器的一個(ge)部件(jian)可(ke)(ke)能會損壞(huai)且高電(dian)流流經電(dian)纜(lan)，那么電(dian)纜(lan)可(ke)(ke)融化(hua)且電(dian)連接將中斷。這(zhe)樣，可(ke)(ke)以防(fang)止功率轉換(huan)器進一步(bu)損壞(huai)。

由(you)于每個(ge)(ge)(ge)功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)模(mo)(mo)塊2都由(you)獨立的驅動單(dan)元(yuan)控制，所以(yi)一個(ge)(ge)(ge)功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)模(mo)(mo)塊的損(sun)壞(huai)(huai)不會影響(xiang)剩(sheng)余的功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)模(mo)(mo)塊。因此，可(ke)以(yi)維持(chi)整個(ge)(ge)(ge)功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)組(zu)(zu)件(jian)單(dan)元(yuan)1的功(gong)能，即(ji)使(shi)多個(ge)(ge)(ge)功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)模(mo)(mo)塊2中(zhong)的一個(ge)(ge)(ge)功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)單(dan)元(yuan)2將要損(sun)壞(huai)(huai)。與此相(xiang)反(fan)，常規功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)組(zu)(zu)件(jian)中(zhong)的單(dan)個(ge)(ge)(ge)IGBT的損(sun)壞(huai)(huai)將導致過流以(yi)及整個(ge)(ge)(ge)功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)組(zu)(zu)件(jian)的損(sun)壞(huai)(huai)。因此，相(xiang)對于常規功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)組(zu)(zu)件(jian)，可(ke)以(yi)提高本(ben)發明功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)組(zu)(zu)件(jian)單(dan)元(yuan)1的可(ke)靠性。

圖(tu)2示出了(le)功率(lv)(lv)組(zu)件單(dan)元1的(de)示意后視圖(tu)。根據(ju)本實施例的(de)圖(tu)示，三個端(duan)(duan)子排列(lie)在(zai)左側(ce)，三個端(duan)(duan)子排列(lie)在(zai)右側(ce)。具(ju)有其(qi)它數(shu)目的(de)連接端(duan)(duan)子的(de)連接器的(de)其(qi)它排列(lie)也是(shi)可能(neng)的(de)。為(wei)了(le)實現多個模塊化功率(lv)(lv)組(zu)件單(dan)元1的(de)靈活合并，具(ju)有端(duan)(duan)子的(de)電接口6的(de)結構對(dui)于每個模塊化功率(lv)(lv)組(zu)件單(dan)元1來說都(dou)是(shi)唯一的(de)。

圖(tu)3示(shi)(shi)出了可以(yi)由根據本(ben)發(fa)明的(de)模(mo)塊化功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)組件(jian)單元1實(shi)現(xian)的(de)三相(xiang)逆(ni)變器(qi)的(de)示(shi)(shi)意配置。如可以(yi)從(cong)圖(tu)3看出的(de)，逆(ni)變器(qi)包括電(dian)容器(qi)30和三個功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)模(mo)塊21、22和23。這種(zhong)三相(xiang)逆(ni)變器(qi)可以(yi)由功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)范圍為(wei)100kVA、125kVA或150kVA的(de)常用標(biao)準(zhun)IGBT模(mo)塊等來實(shi)現(xian)。功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)模(mo)塊，尤其(qi)是(shi)具有另一功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)范圍的(de)標(biao)準(zhun)化功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)模(mo)塊也是(shi)可能的(de)。

為了擴大功率(lv)范圍(wei)，一個(ge)模(mo)塊化(hua)功率(lv)組(zu)件單元(yuan)1可(ke)包括(kuo)三相逆變(bian)器(qi)排列(lie)(lie)中的(de)兩個(ge)。例如(ru)，根據(ju)圖1，第一三相逆變(bian)器(qi)可(ke)以排列(lie)(lie)在(zai)左側(ce)，第二三相逆變(bian)器(qi)可(ke)以排列(lie)(lie)在(zai)右側(ce)。在(zai)使用例如(ru)125kVA標準IGBT模(mo)塊時，無(wu)需(xu)專(zhuan)門(men)的(de)250kVA功率(lv)模(mo)塊就可(ke)實現250kVA的(de)功率(lv)范圍(wei)。

包括(kuo)不同數(shu)目的功率(lv)模(mo)塊2和不同數(shu)目的逆變(bian)器等功能元件的模(mo)塊化功率(lv)組件單(dan)元1的其它排列也是可能的。

為了(le)進一步擴大功(gong)率(lv)(lv)轉換器(qi)的(de)功(gong)率(lv)(lv)范圍，可(ke)以合(he)并(bing)兩個(ge)或(huo)更多模塊化功(gong)率(lv)(lv)組件(jian)單元(yuan)(yuan)(yuan)1。例如(ru)，可(ke)以通過合(he)并(bing)上(shang)述模塊化功(gong)率(lv)(lv)組件(jian)單元(yuan)(yuan)(yuan)1中的(de)四(si)個(ge)來實現1.000kVA的(de)功(gong)率(lv)(lv)范圍，其中每個(ge)模塊化功(gong)率(lv)(lv)組件(jian)單元(yuan)(yuan)(yuan)1分別包括兩個(ge)125kVA的(de)三相(xiang)逆(ni)變器(qi)。圖4示出了(le)功(gong)率(lv)(lv)轉換器(qi)中四(si)個(ge)模塊化功(gong)率(lv)(lv)組件(jian)單元(yuan)(yuan)(yuan)1的(de)這一合(he)并(bing)。

然(ran)而，本(ben)發(fa)明不限(xian)于四個模(mo)塊(kuai)化(hua)(hua)功(gong)率組件(jian)(jian)單(dan)元1的(de)(de)合并。還可能合并功(gong)率轉(zhuan)(zhuan)換(huan)器中四個以(yi)下或以(yi)上的(de)(de)模(mo)塊(kuai)化(hua)(hua)功(gong)率組件(jian)(jian)單(dan)元1。具(ju)體而言(yan)，通過(guo)增加或減少(shao)模(mo)塊(kuai)化(hua)(hua)功(gong)率組件(jian)(jian)單(dan)元1的(de)(de)數目來(lai)稍后改變功(gong)率轉(zhuan)(zhuan)換(huan)器的(de)(de)功(gong)率范圍(wei)也(ye)是可能的(de)(de)。因(yin)此，提(ti)供了功(gong)率轉(zhuan)(zhuan)換(huan)器的(de)(de)非常靈活的(de)(de)排(pai)列。通過(guo)增加或移除單(dan)獨的(de)(de)部(bu)件(jian)(jian)甚至也(ye)可以(yi)實現這一功(gong)率轉(zhuan)(zhuan)換(huan)器的(de)(de)整(zheng)體功(gong)率規模(mo)的(de)(de)自適(shi)應。

通(tong)過構造具有(you)多個單(dan)獨的模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)化功(gong)率組件單(dan)元1的功(gong)率轉換(huan)器，功(gong)率轉換(huan)器的可靠性(xing)也得以提(ti)高。如果一(yi)個模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)化功(gong)率組件單(dan)元1發生故障，剩余(yu)模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)化功(gong)率組件單(dan)元1將仍然起(qi)作用。因此(ci)，只(zhi)有(you)不工(gong)作的模(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)化功(gong)率組件單(dan)元1必須(xu)替換(huan)為另一(yi)個。

為(wei)了使多個模(mo)塊(kuai)化(hua)(hua)(hua)(hua)功(gong)(gong)率(lv)(lv)組(zu)(zu)件(jian)(jian)(jian)單元(yuan)1能夠靈活(huo)且(qie)容易排列，模(mo)塊(kuai)化(hua)(hua)(hua)(hua)功(gong)(gong)率(lv)(lv)組(zu)(zu)件(jian)(jian)(jian)單元(yuan)1可(ke)以排列在(zai)機(ji)架等安(an)裝(zhuang)(zhuang)設(she)(she)(she)備(bei)10中。這種安(an)裝(zhuang)(zhuang)設(she)(she)(she)備(bei)10可(ke)提供多個機(ji)械接口(kou)，用(yong)于接收模(mo)塊(kuai)化(hua)(hua)(hua)(hua)功(gong)(gong)率(lv)(lv)組(zu)(zu)件(jian)(jian)(jian)單元(yuan)1的(de)(de)機(ji)械接口(kou)。通過(guo)將(jiang)相同的(de)(de)機(ji)械接口(kou)應用(yong)到所有模(mo)塊(kuai)化(hua)(hua)(hua)(hua)功(gong)(gong)率(lv)(lv)組(zu)(zu)件(jian)(jian)(jian)單元(yuan)1，可(ke)以實現功(gong)(gong)率(lv)(lv)轉換(huan)器的(de)(de)快速(su)且(qie)容易的(de)(de)組(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)。此外，安(an)裝(zhuang)(zhuang)設(she)(she)(she)備(bei)10還可(ke)提供端(duan)子，用(yong)于連(lian)接模(mo)塊(kuai)化(hua)(hua)(hua)(hua)功(gong)(gong)率(lv)(lv)組(zu)(zu)件(jian)(jian)(jian)單元(yuan)1的(de)(de)電(dian)接口(kou)6的(de)(de)端(duan)子。這樣，在(zai)模(mo)塊(kuai)化(hua)(hua)(hua)(hua)功(gong)(gong)率(lv)(lv)組(zu)(zu)件(jian)(jian)(jian)單元(yuan)1插(cha)入到安(an)裝(zhuang)(zhuang)設(she)(she)(she)備(bei)10時建立電(dian)連(lian)接。因此，可(ke)以進一步(bu)加速(su)功(gong)(gong)率(lv)(lv)轉換(huan)器的(de)(de)組(zu)(zu)裝(zhuang)(zhuang)，并且(qie)可(ke)以簡(jian)化(hua)(hua)(hua)(hua)損壞的(de)(de)模(mo)塊(kuai)化(hua)(hua)(hua)(hua)功(gong)(gong)率(lv)(lv)組(zu)(zu)件(jian)(jian)(jian)單元(yuan)1的(de)(de)替換(huan)。

在(zai)下(xia)文中，將(jiang)結合常(chang)規功率(lv)(lv)(lv)組(zu)件說明本發明配(pei)置(zhi)的優勢。常(chang)規IGBT功率(lv)(lv)(lv)組(zu)件構建是已知的，例(li)(li)如(ru)，如(ru)在(zai)開頭部(bu)分(fen)已經論(lun)述的。例(li)(li)如(ru)，這一(yi)常(chang)規功率(lv)(lv)(lv)組(zu)件構建可在(zai)用(yong)(yong)于光伏應用(yong)(yong)的逆(ni)變(bian)器中使用(yong)(yong)。在(zai)一(yi)項示例(li)(li)中，這一(yi)常(chang)規逆(ni)變(bian)器可包(bao)括每相位8個(ge)并聯(lian)的IGBT半橋。因(yin)此，總共使用(yong)(yong)了24個(ge)IGBT模塊。在(zai)使用(yong)(yong)例(li)(li)如(ru)SKM 400GB 123D(西(xi)門康(kang))類(lei)型的24個(ge)IGBT模塊時，可實現500kW的功率(lv)(lv)(lv)范圍。

根(gen)據本發明一(yi)實施(shi)例(li)，通過(guo)使(shi)用同一(yi)類型(SKM 400GB 123D)的(de)(de)24個(ge)(ge)功(gong)率(lv)(lv)模(mo)塊(kuai)(kuai)2，可以形成(cheng)三個(ge)(ge)相位(wei)，每(mei)相位(wei)有(you)8個(ge)(ge)功(gong)率(lv)(lv)模(mo)塊(kuai)(kuai)2。因此(ci)，由于無熱堆疊(die)的(de)(de)極好(hao)散熱條件(jian)以及(ji)由于低開關損耗，包括三個(ge)(ge)相位(wei)的(de)(de)8個(ge)(ge)功(gong)率(lv)(lv)模(mo)塊(kuai)(kuai)2中的(de)(de)每(mei)一(yi)個(ge)(ge)均可以實現250kW的(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)范(fan)圍。因此(ci)，可以實現1500kW(8乘以250kW)的(de)(de)總功(gong)率(lv)(lv)。因此(ci)，通過(guo)采用相同數目的(de)(de)IGBT模(mo)塊(kuai)(kuai)，輸出功(gong)率(lv)(lv)比(bi)常(chang)規功(gong)率(lv)(lv)組件(jian)高(gao)三倍。

這樣，功(gong)率(lv)范(fan)圍可(ke)以(yi)(yi)擴大和(he)/或(huo)功(gong)率(lv)組(zu)件(jian)(jian)1的尺(chi)寸和(he)重(zhong)量(liang)可(ke)以(yi)(yi)減小(xiao)。因為功(gong)率(lv)組(zu)件(jian)(jian)1的成本對應功(gong)率(lv)組(zu)件(jian)(jian)1的重(zhong)量(liang)和(he)尺(chi)寸，所以(yi)(yi)，相對于具有相同輸出范(fan)圍的常規功(gong)率(lv)組(zu)件(jian)(jian)，功(gong)率(lv)組(zu)件(jian)(jian)的成本可(ke)以(yi)(yi)降(jiang)低。

盡(jin)管以上(shang)描述與模(mo)塊化逆變器(qi)(qi)有(you)關，但是本發明不限于提供逆變器(qi)(qi)的功率(lv)轉換(huan)器(qi)(qi)。

在本發明的另一實施例中，一個(ge)或多個(ge)模塊化功率組件(jian)單元1可提供整流器(qi)、DC/DC轉換器(qi)、AC/DC/AC轉換器(qi)或其(qi)它功能組。因(yin)此，通過合并(bing)這類不同的模塊化功率組件(jian)單元1，可以實現功率轉換器(qi)的非常靈活的排列。

通(tong)過合并(bing)具有相同功(gong)(gong)能(neng)的(de)多個標準化的(de)模塊(kuai)化功(gong)(gong)率(lv)組件單元1，可以擴大功(gong)(gong)率(lv)轉(zhuan)換(huan)器的(de)功(gong)(gong)率(lv)范圍(wei)。另外，可以通(tong)過增加或移除一個或多個模塊(kuai)化功(gong)(gong)率(lv)組件單元1來擴大或縮小這(zhe)種功(gong)(gong)率(lv)轉(zhuan)換(huan)器的(de)功(gong)(gong)率(lv)范圍(wei)。

此外(wai)，通過合并具(ju)有不同功能的多個模塊化功率(lv)組(zu)件單元1，例(li)如，整流器、逆變器和/或(huo)DC-DC轉(zhuan)換器，可以實現非常靈活的功率(lv)轉(zhuan)換器排列。

例如，可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)通過合并整流(liu)(liu)(liu)器(qi)(qi)、DC/DC轉(zhuan)換器(qi)(qi)和逆變器(qi)(qi)來(lai)實(shi)現不間斷電(dian)源(uninterruptible power supply，UPS)。只要(yao)外部電(dian)源可(ke)(ke)(ke)(ke)用，就可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)通過一(yi)個或多個整流(liu)(liu)(liu)器(qi)(qi)模(mo)塊(kuai)對交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)進行整流(liu)(liu)(liu)以(yi)對電(dian)池充電(dian)。如果必(bi)要(yao)的話，還可(ke)(ke)(ke)(ke)以(yi)通過額外模(mo)塊(kuai)化功率組件單元中的DC/DC轉(zhuan)換器(qi)(qi)使整流(liu)(liu)(liu)的電(dian)壓適(shi)應電(dian)池的電(dian)壓。

此(ci)外，UPS包括提供逆(ni)(ni)變器功能(neng)的一個或多個模(mo)塊(kuai)化(hua)功率(lv)組件單元(yuan)1。在外部(bu)電(dian)源(yuan)中斷時(shi)，可以(yi)通過這(zhe)些(xie)模(mo)塊(kuai)化(hua)功率(lv)組件單元(yuan)1基于充(chong)電(dian)電(dian)池的能(neng)量提供逆(ni)(ni)變器能(neng)力來維持內(nei)部(bu)電(dian)源(yuan)。

根據(ju)UPS的所(suo)需功率(lv)范圍，可以(yi)通過(guo)合并多個(ge)標準化(hua)的模塊化(hua)功率(lv)組(zu)件單元(yuan)1來并聯使(shi)用一個(ge)或多個(ge)整流器、逆變器、DC/DC轉換(huan)器。

基于本發明的(de)(de)模(mo)塊化概(gai)念，相(xiang)同的(de)(de)模(mo)塊化功率組件單元1可以用(yong)(yong)于構造(zao)逆變器、UPS等等。因此，本發明提供了一種使功率轉換器適應單獨的(de)(de)應用(yong)(yong)和功率范圍的(de)(de)非(fei)常(chang)靈活的(de)(de)概(gai)念。

如在(zai)上述實施(shi)例(li)中(zhong)已經說明的(de)(de)，模塊化(hua)功(gong)率(lv)(lv)組件(jian)(jian)單(dan)(dan)(dan)元1的(de)(de)概念(nian)允許使(shi)功(gong)率(lv)(lv)轉換器(qi)(qi)適應單(dan)(dan)(dan)獨(du)的(de)(de)要求(qiu)。基于(yu)(yu)公共部(bu)件(jian)(jian)，可(ke)以(yi)實現用(yong)于(yu)(yu)非(fei)常廣泛的(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)范圍和許多不同(tong)應用(yong)的(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)轉換器(qi)(qi)。例(li)如，相同(tong)的(de)(de)模塊化(hua)功(gong)率(lv)(lv)組件(jian)(jian)單(dan)(dan)(dan)元1可(ke)以(yi)在(zai)用(yong)于(yu)(yu)光(guang)伏發生(sheng)器(qi)(qi)、風力(li)發電機的(de)(de)逆變器(qi)(qi)中(zhong)或甚至在(zai)UPS中(zhong)使(shi)用(yong)。

圖5所示(shi)為用(yong)于(yu)組裝本發(fa)明的(de)功(gong)率(lv)(lv)轉換(huan)器的(de)組裝方法的(de)圖。在第一步(bu)驟(zou)S1中(zhong)(zhong)，提供多個(ge)模塊(kuai)化功(gong)率(lv)(lv)組件(jian)單(dan)元(yuan)1。每(mei)個(ge)模塊(kuai)化功(gong)率(lv)(lv)組件(jian)單(dan)元(yuan)包括(kuo)：多個(ge)功(gong)率(lv)(lv)模塊(kuai)2，每(mei)個(ge)功(gong)率(lv)(lv)模塊(kuai)2連接(jie)(jie)(jie)(jie)到獨(du)立的(de)驅動單(dan)元(yuan)，電容器3，用(yong)于(yu)連接(jie)(jie)(jie)(jie)功(gong)率(lv)(lv)模塊(kuai)2與電容器3的(de)連接(jie)(jie)(jie)(jie)構件(jian)4，以及(ji)電接(jie)(jie)(jie)(jie)口6。在另一步(bu)驟(zou)S2中(zhong)(zhong)，通過(guo)電接(jie)(jie)(jie)(jie)口6連接(jie)(jie)(jie)(jie)多個(ge)模塊(kuai)化功(gong)率(lv)(lv)組件(jian)單(dan)元(yuan)1。

為了適(shi)應(ying)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)轉換器(qi)(qi)的功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)范圍(wei)，可以(yi)基于(yu)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)轉換器(qi)(qi)的所需(xu)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)范圍(wei)確(que)定一些模塊化(hua)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)組(zu)件單(dan)元(yuan)1。通過使(shi)用并聯的多(duo)個模塊化(hua)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)組(zu)件單(dan)元(yuan)1，可以(yi)很容易地適(shi)應(ying)功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)轉換器(qi)(qi)的功(gong)(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)范圍(wei)。

另外，可以選擇提(ti)供不同功(gong)(gong)(gong)能的(de)單獨(du)的(de)模塊化功(gong)(gong)(gong)率組件單元(yuan)1以便構造所需功(gong)(gong)(gong)率轉換器，例如(ru)，逆變器、整流(liu)器或不間斷電源等(deng)等(deng)。

總而言(yan)之，本發(fa)明提供了一(yi)種通(tong)過模(mo)塊(kuai)化(hua)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)組(zu)件(jian)(jian)設計構(gou)造(zao)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)轉換器的(de)概念。可(ke)以通(tong)過合(he)并(bing)(bing)多個模(mo)塊(kuai)化(hua)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)組(zu)件(jian)(jian)單(dan)元(yuan)1來(lai)分(fen)別適(shi)應(ying)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)轉換器的(de)功(gong)(gong)(gong)能和(he)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)范(fan)圍(wei)。為(wei)了適(shi)應(ying)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)轉換器的(de)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)范(fan)圍(wei)，可(ke)以并(bing)(bing)聯合(he)并(bing)(bing)多個模(mo)塊(kuai)化(hua)功(gong)(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)組(zu)件(jian)(jian)單(dan)元(yuan)1。