BR112019012080A2

BR112019012080A2 - sistema de fornecimento de energia modular

Info

Publication number: BR112019012080A2
Application number: BR112019012080-7A
Authority: BR
Inventors: Ying Jianping; Liu Jun; Wang Ming; Huang Xiaobo; Hu Zhiming
Original assignee: Delta Electronics Shanghai Co
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-11-12
Also published as: EP3557751A1; US20200044555A1; CN108566071A; TW201834375A; US20190294187A1; BR112019012073A2; BR112019012080B1; TWI661634B; AU2017376697A1; CN108566072A; BR112019012073B1; TW201824682A; TWI661632B; CN108566101A; AU2017376697B2; CN108233747A; CN108233747B; BR112019011177A2; CN108566101B; US10924030B2

Abstract

a presente invenção refere-se a um sistema de fornecimento de energia modular, incluindo: um controlador principal (90), configurado para emitir um sinal de controle principal; em que cada um dos controladores locais (91) recebe o sinal de controle principal para emitir pelo menos um sinal de controle local; n fornecimentos de energia auxiliares (93), em correspondência um-para-um com os n controladores locais (91), em que cada um dos fornecimentos de energia auxiliares (93) fornece energia ao controlador local correspondente (91); e n unidades de potência (70), em correspondência um-para-um com os n controladores locais (91), em que cada uma das unidades de potência (70) inclui uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a segunda extremidade de cada uma das unidades de potência (70) estão ligadas à primeira extremidade de uma unidade adjacente das unidades de potência (70), cada uma das unidades de potência (70) inclui m conversores de potência (701), cada um dos conversores de potência (701) opera de acordo com o sinal de controle local.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA DE FORNECIMENTO DE ENERGIA MODULAR.

CAMPO TÉCNICO [0001] A presente divulgação refere-se ao campo de eletrônica de potência, e, particularmente, a um sistema de fornecimento de energia modular.

ANTECEDENTES [0002] Atualmente, em algumas aplicações de nível de alta tensão (como acima de 10kV), como Gerador de Varredura Estática (SVG), Drive de Média Variável de Frequência (MVD) e Luz de Transmissão de Corrente Direta de Alta Tensão (luz por HVDC), etc. os sistemas são de alto nível de tensão e limitados pelo nível de tensão e custo de dispositivos semicondutores, portanto os sistemas geralmente adotam uma topologia de circuito de unidades de energia em cascata.

[0003] A topologia tradicional de unidades de energia em cascata precisa equipar um conjunto de fibra óptica, fonte de alimentação auxiliar e controlador local para cada unidade de potência, ou seja, conversor de energia. Nessa topologia de unidades de energia em cascata, o número de unidades de energia que precisam ser colocadas em cascata aumenta com o aumento do nível de tensão, resultando em um aumento no número de fibras ópticas, fontes de alimentação auxiliares e controladores locais. Portanto, o design de tal topologia é complexo, o custo é caro e sua confiabilidade é baixa.

[0004] A Figura 1 é uma vista estrutural esquemática de um sistema SVG trifásico na técnica anterior. A Figura 2 é um diagrama esquemático de um sistema SVG trifásico mais específico na técnica anterior. Cada um dos sistemas SVG na Figuras 1 e 2 inclui um circuito trifásico, e unidades de potência em cada fase de circuito são conectadas em cascata.

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2/58 [0005] Conforme mostrado na Figura 1, cada fase de circuito do sistema SVG é formado por cascata de uma pluralidade de unidades de potência 1. O termo “cascata” como aqui usado é bem conhecido na técnica. Isso é, cada unidade de potência inclui a primeira extremidade Ti e a segunda extremidade T₂. A segunda extremidade T₂ de uma de duas unidades adjacentes de potência é conectada à primeira extremidade Ti da outra de duas unidades adjacentes de potência. A primeira extremidade T1 da primeira unidade de potência de cada fase de circuito é conectada à fase correspondente de linhas trifásicas Ua, Ub e Uc da rede elétrica trifásica via a indutor de filtro L, e as segundas extremidades das últimas unidades de potência do circuito trifásico são mutualmente conectadas.

[0006] Conforme mostrado na Figura 2, cada fase de circuito do sistema SVG é formada por cascata de oito unidades de potência Pi a Ps. Cada unidade de potência inclui uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, conforme mostrado na Figura 1, em que uma segunda extremidade de uma de duas unidades adjacentes de potência é conectada à primeira extremidade da outra de duas unidades adjacentes de potência. Por exemplo, a segunda extremidade da unidade de potência Pi é conectada à primeira extremidade da unidade de potência P₂, a segunda extremidade da unidade de potência P₂ é conectada à primeira extremidade da unidade de potência P3, e assim por diante, e a segunda extremidade da unidade de potência P7 é conectada à primeira extremidade da unidade de potência P8. Cada uma das primeiras extremidades das três unidades de potência P1 no circuito trifásico é conectada à fase correspondente de fases Ua, Ub e Uc da rede trifásica G por um circuito do filtro (composto por um indutor L, um resistor Reum capacitor C), em que as fases Ua, Ub e Uc da rede trifásica G são conectadas a uma carga Rioad. As segundas extremidades das três unidades de potência Ps no circuito trifásico são conectadas entre si. Cada

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3/58 unidade de potência inclui quatro dispositivos do interruptor de energia

2. Cada dispositivo do interruptor de energia 2 consiste em um interruptor semicondutor de energia S e um diodo do corpo antiparalelo D ou diodo externo D. Um coletor do interruptor semicondutor de energia S é conectado ao catodo do diodo D, e um emissor do interruptor semicondutor de energia S é conectado a um anodo do diodo D. Visto que o interruptor semicondutor de energia S e o diodo do corpo antiparalelo ou diodo externo D são geralmente usados como um todo, por uma questão de brevidade, o diodo do corpo antiparalelo ou diodo externo D não serão separadamente mencionados no relatório descritivo a seguir. [0007] A unidade de potência 1 mostrada na Figura 1 pode ser um circuito de ponte completa (ponte H), ou pode ser outras topologias de circuito, como um circuito conversores de meia ponte, um circuito retificador-inversor, e similares. A Figura 3 é um diagrama esquemático de um circuito de ponte H (topologia) na técnica anterior. Por exemplo, considerar a unidade de potência sendo um circuito de ponte H como um exemplo, o circuito de ponte H, conforme mostrado na Figura 3, inclui interruptores semicondutores de energia Si a S4 e um capacitor de barramento DC Cb. Uma primeira extremidade do interruptor semicondutor de energia S1 é conectada a um terminal positivo do capacitor de barramento DC Cb e uma primeira extremidade do interruptor semicondutor de energia S3. Uma segunda extremidade do interruptor semicondutor de energia S1 é conectada à primeira extremidade do interruptor semicondutor de energia S2. Uma segunda extremidade do interruptor semicondutor de energia S2 é conectada a um terminal negativo do capacitor de barramento DC Cb e uma segunda extremidade do interruptor semicondutor de energia S4. Uma segunda extremidade do interruptor semicondutor de energia S3 é conectada à primeira extremidade do interruptor semicondutor de energia S4. A segunda extremidade do interruptor semicondutor de energia S1 serve como uma primeira extremidade de

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4/58 saída do circuito de ponte H, isto é, uma primeira extremidade Ti da unidade de potência 1. Uma segunda extremidade do interruptor semicondutor de energia S3 serve como uma segunda extremidade de saída do circuito de ponte H, isto é, uma segunda extremidade T₂ da unidade de potência 1.

[0008] A Figura 4 é um diagrama esquemático de um SVG de fase única na técnica anterior. Conforme mostrado na Figura 4, 0 SVG de fase única inclui uma porção de carregamento 3, uma porção de energia 4 e uma porção de controle 5. O SVG de fase única ainda inclui uma pluralidade de unidades de potência 40. Cada uma das unidades de potência 40 inclui uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, conforme mostrado na Figura 1. Uma primeira extremidade de uma de duas unidades adjacentes de potência 40 é conectada à segunda extremidade da outra de duas unidades adjacentes de potência 40. A Figura 4 é uma solução em cascata convencional aplicada a um SVG de fase única de 25kV. Cada fase do SVG é formada como uma fase por cascata de uma pluralidade de unidades de potência e, então, conectada à rede elétrica por filtros e contatores, respectivamente. Cada unidade de potência 40 do SVG tipicamente emprega um circuito de ponte Η. A topologia do circuito de ponte H é mostrada na Figura 3 e não será descrita aqui. Cada unidade de potência 40 do sistema SVG ainda inclui um capacitor de barramento DC Cb, e a relação de conexão respectiva é conforme mostrado na Figura 4, em que uma porção de carregamento 3 é usada para pré-carregar 0 capacitor de barramento DC Cb, e uma porção de controle 5 é usada para controlar a operação de uma porção de energia 4.

[0009] Como pode ser visto a partir da Figura 4, na topologia em cascata convencional, além de incluir um controlador principal 50, cada unidade de potência 40, como um conversor de potência, como um circuito de ponte H, precisa ser separadamente fornecido com um conjunto

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5/58 de controlador local 51, circuito de acionamento 52, fornecimento de energia auxiliar 53 e fibra óptica 54, e a relação de conexão respectiva é conforme mostrado na Figura 4. O controlador principal 50 emite um sinal de controle principal ao controlador local 51, e o controlador local 51 gera um sinal de controle local da unidade de potência correspondente de acordo com o sinal de controle principal e emitir ao circuito de acionamento 52. O circuito de acionamento 52 emite um sinal de acionamento de acordo com o sinal de controle local para controlar a unidade de potência correspondente para operar. Por exemplo, UM SVG de fase única de 25kV pode geralmente ser implementado pelos seguintes dois esquemas. O primeiro esquema: todos os dispositivos do interruptor de energia no circuito de ponte H usam Transistores Bipolares de Porta Isolada 1700V (IGTBs), então, a tensão de barramento DC da única unidade de potência 40 é 1000V. Em consideração de redundância, um total de 55 estágios de unidades de potência são necessárias ser em cascata, assim um total de 55 conjuntos de placas de controle local 51,55 conjuntos de fibras ópticas 54 e 55 fornecimentos de energia auxiliares 53 são necessários. Tal grande número de controladores locais 51, fibras ópticas 54 e fornecimentos de energia auxiliares 53 resultarão em desenho estrutural extremamente complicado do SVG, o custo é extremamente alto, e sua confiabilidade é baixa.

[0010] O segundo esquema: os dispositivos do interruptor de energia no circuito de ponte H usam IGBTs de alta tensão, como IGBTs de 3300V ou mesmo IGBTs de 6500V, para aumentar o nível de tensão da única unidade de potência 40. A fim de reduzir o número de unidades de potência em cascata 40, controladores locais 51, fibras ópticas 54 e fornecimentos de energia auxiliares 53, o segundo esquema pode geralmente ser empregado. No segundo esquema, se o IGBT de 3300V é selecionado, o nível de tensão de cada unidade de potência 40 é do

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6/58 brado do esquema de IGBT de 1700V, e o número de unidades de potência em cascata 40 pode ser reduzido de 55 para 28, e o número de controladores locais 51, fibras ópticas 54 e fornecimentos de energia auxiliares 53 e o custo pode ser reduzido pela metade também. Entretanto, limitado ao nível atual de desenvolvimento de tecnologia do semicondutor, o custo de IGBT de 3300V ainda é alto. Sob o mesmo nível atual, o custo de IGBT de 3300V é muito caro do que o dobro o custo de IGBT de 1700V. Portanto, o custo do segundo esquema excederá o custo do primeiro esquema. Se um IGBT de 6500V é selecionado, o custo será ainda mais alto.

[0011] Portanto, tanto uma cascata de esquema usando unidades de potência de baixa tensão ou uma cascata de esquema usando unidades de potência de alta tensão tem vantagens significativas.

[0012] A Figura 5 é um diagrama esquemático de um sistema de luz por HVDC na técnica anterior. Conforme mostrado na Figura 5, a luz por HVDC inclui um circuito trifásico, e cada fase de circuito inclui um braço conversores de meia ponte superior e um braço conversores de meia ponte inferior. Cada do braço conversores de meia ponte superior e o braço conversores de meia ponte inferior de cada fase de circuito inclui uma pluralidade de unidades de potência em cascata 40 e um indutor L. Cada unidade de potência 40 inclui a primeira extremidade e a segunda extremidade, conforme mostrado na Figura 1 também. A primeira extremidade de uma das duas unidades de potência adjacentes 40 é conectada à segunda extremidade da outra de duas unidades adjacentes de potência 40. O indutor L de cada braço conversores de meia ponte superior é conectada a indutor L do braço conversores de meia ponte inferior correspondente, e pontos de conexão entre os dois indutores L são respectivamente conectados à rede elétrica. A relação de conexão é conforme mostrado na Figura 5. Cada unidade de potência

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7/58 da luz por HVDC emprega um conversor de meia ponte. Cada unidade de potência 40 da luz por HVDC ainda inclui um capacitor de barramento DC. Cada unidade de potência 40 da luz por HVDC ainda precisa ser conectada a um circuito de acionamento 52. A unidade de potência 40 opera de acordo com um sinal de acionamento emitido pelo circuito de acionamento 52. Além do controlador principal 50, cada unidade de potência 40 ainda precisa ser fornecida com um conjunto de controlador local 51, fibra óptica 54 e fornecimento de energia auxiliar 53, a relação de conexão que é mostrada na Figura 5.

[0013] A voltagem DC de HVDC-Light é tão alta quanto centenas de quilovolts, e o número de unidades de energia 40 a serem em cascata é extremamente grande, então os problemas acima mencionados são mais sérios. Ou seja, a estrutura geral do HVDC-Light no estado da técnica é complicada, o custo é caro e a confiabilidade é baixa.

[0014] Enquanto isso, o modo de fornecimento de energia do controlador local e fornecimento de energia auxiliar precisa ser ainda considerado e melhorado também.

[0015] Além disso, a forma de acionamento dos interruptores semicondutores de energia precisa ser ainda considerada e melhorada também.

SUMÁRIO [0016] É um objetivo da presente divulgação fornecer um sistema de fornecimento de energia modular, para simplificar a estrutura de um sistema eletrônico de energia, reduzir custo e melhorar confiabilidade. [0017] De acordo com um aspecto da divulgação, um sistema de fornecimento de energia modular é fornecido, e configurado para incluir: um controlador principal, configurado para emitir um sinal de controle principal; N controladores locais, em que cada um dos controladores locais é configurado para receber o sinal de controle principal para emitir, pelo menos, um sinal de controle local; N fornecimentos de energia

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8/58 auxiliares, em correspondência um para um com os N controladores locais, em que cada dos fornecimentos de energia auxiliares é configurado fornecer energia ao controlador local correspondente; e N unidades de potência, em correspondência um para um com os N controladores locais, em que cada uma das unidades de potência inclui a primeira extremidade e a segunda extremidade, a segunda extremidade de cada uma das unidades de potência é conectada à primeira extremidade de uma adjacente das unidades de potência, e cada uma das unidades de potência é configurado para incluir M conversores de potência, em que cada um dos conversores de potência inclui a terceira extremidade e a quarta extremidade, a quarta extremidade de cada um dos conversores de potência é conectada à terceira extremidade de um adjacente a um dos conversores de potência, e a terceira extremidade do primeiro de um dos conversores de potência é conectada à primeira extremidade da unidade de potência, a quarta extremidade de um M-ésimo um dos conversores de potência é conectada à segunda extremidade da unidade de potência, e cada um dos conversores de potência é configurado para operar de acordo com o sinal de controle local emitido pelo controlador local correspondente, em que ambos N e M são números naturais maiores que um.

[0018] Em uma modalidade exemplar da presente divulgação, o fornecimento de energia auxiliar recebe energia de um fornecimento de energia externo.

[0019] Em uma modalidade exemplar da presente divulgação, os N fornecimentos de energia auxiliares estão em correspondência um para um com os N unidades de potência, e cada um dos fornecimentos de energia auxiliares é configurado para obter energia da unidade de potência correspondente.

[0020] Em uma modalidade exemplar da presente divulgação, cada um dos fornecimentos de energia auxiliares é configurado para obter

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9/58 energia de um capacitor de barramento DC de qualquer um dos conversores de potência ou de capacitores de barramento DC de uma pluralidade de conversores de potência de a unidade de potência correspondente, para adquirir uma tensão de barramento DC no capacitor de barramento DC.

[0021] Em uma modalidade exemplar da presente divulgação, uma porção dos N fornecimentos de energia auxiliares obtém energia de um fornecimento de energia externo, e o outra porção dos N fornecimentos de energia auxiliares obtém energia da unidade de potência correspondente.

[0022] Em uma modalidade exemplar da presente divulgação, pelo menos, um dos M conversores de potência na unidade de potência é um conversor de potência de alta tensão, pelo menos, um dos M conversores de potência na unidade de potência é um conversor de potência de baixa tensão, uma tensão operacional do conversor de potência de alta tensão é maior do que a do conversor de potência de baixa tensão, cada dos conversores de potência de alta tensão inclui, pelo menos, um interruptor semicondutor de energia de alta tensão, cada um dos conversores de potência de baixa tensão inclui, pelo menos, um interruptor semicondutor de energia de baixa tensão, e a tensão operacional do interruptor semicondutor de energia de alta tensão é maior do que a do interruptor semicondutor de energia de baixa tensão.

[0023] Em uma modalidade exemplar da presente divulgação, cada uma das unidades de potência ainda inclui, pelo menos, um circuito de acionamento de alta tensão e, pelo menos, um circuito de acionamento de baixa tensão, um número de, pelo menos, um circuito de acionamento de alta tensão é em correspondência um para um com, pelo menos, um conversor de potência de alta tensão, cada um dos circuitos de acionamento de alta tensão é conectado aos interruptores semicondu

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10/58 tores de energia de alta tensão correspondentes, e cada um dos circuitos de acionamento de alta tensão é configurado para controlar o sinal de controle local correspondente para emitir, pelo menos, um sinal de acionamento para acionar os interruptores semicondutores de energia de alta tensão correspondentes respectivamente; e, pelo menos, um circuito de acionamento de baixa tensão é em correspondência um para um com, pelo menos, um conversor de potência de baixa tensão, cada um dos circuitos de acionamento de baixa tensão é conectado aos interruptores semicondutores de energia de baixa tensão correspondentes, e cada um dos circuito de acionamento de baixa tensão é configurado para receber o sinal de controle local correspondente para emitir, pelo menos, um sinal de acionamento para controlar os interruptores semicondutores de energia de baixa tensão correspondentes respectivamente.

[0024] Em uma modalidade exemplar da presente divulgação, cada uma das unidades de potência ainda inclui, pelo menos, um circuito de acionamento de alta tensão e, pelo menos, um circuito de acionamento de baixa tensão, um número de, pelo menos, um circuito de acionamento de alta tensão é igual à de, pelo menos, um interruptor semicondutor de energia de alta tensão, cada um dos circuitos de acionamento de alta tensão é conectado ao interruptor semicondutor de energia de alta tensão correspondente, e cada um dos circuitos de acionamento de alta tensão é configurado para receber o sinal de controle local correspondente para emitir um sinal de acionamento para controlar o interruptor semicondutor de energia de alta tensão correspondente; e um número de, pelo menos, um circuito de acionamento de baixa tensão é igual à de, pelo menos, um interruptor semicondutor de energia de baixa tensão, cada um dos circuitos de acionamento de baixa tensão é conectado ao interruptor semicondutor de energia de baixa tensão corresponPetição 870190054416, de 13/06/2019, pág. 115/182

11/58 dente, e cada um dos circuito de acionamento de baixa tensão é configurado para receber o sinal de controle local correspondente para emitir um sinal de acionamento para controlar o interruptor semicondutor de energia de baixa tensão correspondente.

[0025] Em uma modalidade exemplar da presente divulgação, cada um dos correspondentes controladores locais inclui: um circuito de controle de alta tensão, configurado para emitir o sinal de controle local ao circuito de acionamento de alta tensão correspondente; e um circuito de controle de baixa tensão, configurado para emitir o sinal de controle local ao circuito de acionamento de baixa tensão correspondente.

[0026] Em uma modalidade exemplar da presente divulgação, cada um dos fornecimentos de energia auxiliares é configurado para obter energia de um capacitor de barramento DC de um dos conversores de potência ou de capacitores de barramento DC de uma pluralidade de conversores de potência de a unidade de potência correspondente, para adquirir a tensão de barramento DC no capacitor de barramento DC.

[0027] Em uma modalidade exemplar da presente divulgação, cada um dos fornecimentos de energia auxiliares é um conversor DC/DC, e o conversor DC/DC recebe a tensão de barramento DC no capacitor de barramento DC e converte a tensão de barramento DC em uma tensão para fornecer energia ao controlador local correspondente.

[0028] Em uma modalidade exemplar da presente divulgação, cada um dos fornecimentos de energia auxiliares é um conversor DC/DC, o conversor DC/DC recebe a tensão de barramento DC no capacitor de barramento DC e converte a tensão de barramento DC a uma tensão para fornecer energia ao controlador local correspondente, ou o conversor DC/DC recebe a tensão de barramento DC no capacitor de barramento DC e converte a tensão de barramento DC em uma tensão para fornecer energia para o controlador local correspondente, o circuito de

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12/58 acionamento de alta tensão e o circuito de acionamento de baixa tensão.

[0029] Em uma modalidade exemplar da presente divulgação, o conversor de potência é qualquer um de um conversor AC/DC, um conversor DC/AC e um conversor DC/DC.

[0030] Em uma modalidade exemplar da presente divulgação, tensões de barramento DC dos M conversores de potência são todas idênticas, parcialmente idênticas, ou todas diferentes entre si.

[0031 ] Em uma modalidade exemplar da presente divulgação, topologias dos M conversores de potência são todas idênticas ou parcialmente idênticas.

[0032] Em uma modalidade exemplar da presente divulgação, a topologia de todos os M conversores de potência em cada uma das unidades de potência é qualquer tipo de um conversor de ponte completa, um conversor de meia ponte, um conversor de três níveis fixo de ponto neutro, um conversor de três níveis de fixação do diodo, um conversor de três níveis do capacitor de voo, um conversor ressonante de ponte completa e um conversor ressonante de meia ponte.

[0033] Em uma modalidade exemplar da presente divulgação, as topologias dos M conversores de potência em cada uma das unidades de potência são uma combinação de dois ou mais tipos de um conversor de ponte completa, um conversor de meia ponte, um conversor de três níveis fixo de ponto neutro, um conversor de três níveis de fixação do diodo, um conversor de três níveis do capacitor de voo, um conversor ressonante de ponte completa e um conversor ressonante de meia ponte.

[0034] Na presente divulgação, constituindo uma pluralidade de conversores de potência as uma unidade de potência e adotando um conjunto de controlador local, fibra óptica e fornecimento de energia auxiliar para controlar a pluralidade de conversores de potência, o número

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13/58 de controladores locais, fibras ópticas e fornecimentos de energia auxiliares pode ser reduzido, o desenho estrutural pode ser simplificado, o custo pode ser reduzido, e a confiabilidade pode ser melhorado.

[0035] A presente divulgação resolve problemas de que o sistema de fornecimento de energia modular possui quantidades de controle muito grandes, precisa de recursos de hardware em excesso, tem custo muito alto e densidade de energia muito baixa devido ao grande número de unidades de energia. Além disso, desde que a extremidade de entrada de pelo menos um conversor DC-em-DC esteja conectada às duas extremidades do capacitor de barramento de baixa tensão, o grau de resistência à tensão dos lados primário e secundário do transformador do conversor DC-DC somente precisa estar acima da tensão do barramento DC de baixa tensão, o que evita o problema de dificuldade na técnica de implementação.

[0036] A presente divulgação é aplicável a todas as estruturas de topologia conectadas por conversores de potência AC/DC, DC/AC, DC/DC, e é amplamente usada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0037] Os objetivos acima e outros, características e vantagens da presente revelação tornar-se-ão mais distintos das formas de realização exemplificativas descritas em detalhe com referência aos desenhos anexos.

[0038] A Figura 1 é uma vista estrutural esquemática de um sistema SVG trifásico na técnica anterior;

[0039] a Figura 2 é um diagrama esquemático de um sistema SVG trifásico mais específico na técnica anterior;

[0040] a Figura 3 é um diagrama esquemático de um circuito de ponte H (topologia) na técnica anterior;

[0041] a Figura 4 é um diagrama esquemático de UM SVG de fase única na técnica anterior;

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14/58 [0042] a Figura 5 é um diagrama esquemático de UM sistema de luz por HVDC na técnica anterior;

[0043] a Figura 6 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com uma modalidade da presente divulgação;

[0044] a Figura 7 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0045] a Figura 8 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0046] a Figura 9 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0047] a Figura 10 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0048] a Figura 11 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0049] a Figura 12 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0050] a Figura 13 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0051 ] a Figura 14 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

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15/58 [0052] a Figura 15 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0053] a Figura 16 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0054] a Figura 17 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0055] a Figura 18 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0056] a Figura 19 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0057] a Figura 20 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0058] a Figura 21 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0059] a Figura 22 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação;

[0060] a Figura 23 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação; e [0061] a Figura 24 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação.

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DESCRIÇÃO DETALHADA [0062] Exemplo de formas de realização será agora descrito mais completamente com referência aos desenhos anexos. Contudo, as concretizações de exemplo podem ser incorporadas numa variedade de formas e não devem ser interpretadas como sendo limitadas aos exemplos aqui estabelecidos; em vez disso, estas formas de realização são proporcionadas para tornar a presente descrição mais abrangente e completa, e transmitir completamente o conceito das formas de realização de exemplo para os peritos na arte. Os desenhos são apenas representações esquemáticas da divulgação e não são necessariamente desenhados em escala. Os mesmos números de referência nos desenhos denotam partes iguais ou semelhantes, e a descrição repetida do mesmo será omitida.

[0063] Além disso, as características, estruturas ou características descritas podem ser combinadas de qualquer maneira adequada em uma ou mais formas de realização. Na descrição seguinte, são fornecidos numerosos detalhes específicos para proporcionar uma compreensão completa das formas de realização da presente divulgação. No entanto, um versado na técnica apreciará que a solução técnica da presente divulgação pode ser praticada enquanto um ou mais dos detalhes específicos podem ser omitidos, ou enquanto outros métodos, componentes, dispositivos, etapas e similares podem ser empregados. Noutros casos, as estruturas, métodos, dispositivos, implementações ou operações bem conhecidas não são mostrados ou descritos em detalhe para evitar aspectos obscuros da presente divulgação.

[0064] A Figura 6 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com uma modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 6, um conversor eletrônico de potência da presente divulgação é configurado para incluir: um controlador principal 90, N controladores locais 91, N fornecimentos de

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17/58 energia auxiliares 93, e N unidades de potência 70, em que N é um número natural maior que um.

[0065] O controlador principal 90 é configurado para emitir um sinal de controle principal. O sinal de controle principal é, por exemplo, um ou mais parâmetros conjunto para controlar todo o estado operacional do sistema de fornecimento de energia modular.

[0066] Cada controlador local 91 é configurado para receber o sinal de controle principal previamente mencionado para emitir, pelo menos, um sinal de controle local. O sinal de controle local é, por exemplo, um ou mais parâmetros conjunto para controlar todo o estado operacional de a unidade de potência correspondente 70, ou o sinal de controle local é definido para controlar o estado operacional de uma porção dos conversores de potência na unidade de potência correspondente 70.

[0067] Os N fornecimentos de energia auxiliares 93 estão em correspondência um para um com os N controladores locais 91. Cada fornecimento de energia auxiliar 93 é configurado fornecer fornecimento de energia ao controlador local correspondente 91.

[0068] As N unidades de potência 70 estão em correspondência um para um com os N controladores locais 91. Cada unidade de potência 70 inclui uma primeira extremidade Xi e uma segunda extremidade X2. A segunda extremidade X2 de cada unidade de potência 70 é conectada à primeira extremidade X1 de uma unidade de potência adjacente 70. Isso é, a segunda extremidade X2 de uma das duas unidades de potência adjacentes 70 é conectada à primeira extremidade X1 da outra de duas unidades adjacentes de potência 70.

[0069] Cada unidade de potência 70 é configurada para incluir M conversores de potência 701, em que cada conversor de potência 701 inclui uma terceira extremidade X3 e uma quarta extremidade X4. A quarta extremidade X4 de cada conversor de potência é conectada à terceira extremidade X3 de um conversor de potência adjacente 701.

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Isso é, a quarta extremidade X4 de um dos dois conversores de potência adjacentes 701 é conectada à terceira extremidade Xsde outros dois conversores de potência adjacentes 701. M é um número natural maior que um. Assim, a terceira extremidade X3 do primeiro conversor de potência 701 é conectada à primeira extremidade X1 da unidade de potência 70, e a quarta extremidade X4do M-ésimo conversor de potência 701 é conectada à segunda extremidade X2 da unidade de potência 70. Cada conversor de potência 701 é configurado para operar de acordo com um sinal de controle local emitido pelo controlador local correspondente 91.

[0070] Como uma modalidade da presente divulgação, 0 sinal de controle principal previamente mencionado pode ser transmitido entre 0 controlador principal 90 e cada um dos controladores locais 91 por um dispositivo de isolamento óptico, como uma fibra óptica 94. Em outras modalidades, 0 controlador principal 90 e cada controlador local 91 pode ser conectado por um dispositivo de isolamento magnético, como um transformador de isolamento. A forma de conexão entre 0 controlador principal 90 e cada controlador local 91 não é limitada à forma de conexão acima.

[0071] O dispositivo eletrônico de energia da presente divulgação pode ser aplicado a campos como SVG, MVD, luz por HVDC e sistemas de geração de energia eólica.

[0072] Conforme mostrado na Figura 6, a presente divulgação propõe combinar M conversores de potência 701 em uma unidade de potência 70. Uma unidade de potência 70 é fornecida com um conjunto de controlador local 91, fibra óptica 94 e fornecimento de energia auxiliar 93. Isso é, apenas um conjunto de controlador local 91, fibra óptica 94 e fornecimento de energia auxiliar 93 controla os M conversores de potência 701. Entretanto, na solução convencional, cada unidade de potência 40, isto é, cada conversor de potência, precisa ser configurado

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19/58 com um conjunto de controlador local 51, fibra óptica 54 e fornecimento de energia auxiliar 53. Em comparação com a solução convencional, o número de controladores locais 91, fibras ópticas 94 e fornecimentos de energia auxiliares 93 necessários para o sistema de fornecimento de energia modular proposto pela presente divulgação será reduzido para 1/M da solução convencional. A presente divulgação simplifica muito o desenho estrutural do sistema de fornecimento de energia modular, o custo é significantemente reduzido, e a confiabilidade é muito melhorada também.

[0073] A presente divulgação não limita a tensão de barramento DC de cada conversor de potência 701. As tensões de barramento DC dos M conversores de potência 701 no sistema de fornecimento de energia modular da presente divulgação pode ser todas idênticas, parcialmente idênticas, ou todas diferentes entre si. Com base na Figura 6, a Figura 7 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 7, as tensões de barramento DC dos M conversores de potência 701 na unidade de potência 70 pode ser Vi, V₂,..., e Vm, respectivamente, onde Vi, V₂, ... e Vm podem ser todos os mesmos, ou seja, Vi = V₂ = ... = Vm , ou podem ser parcialmente a mesma Vi=V₂, ViáVm, ou todas diferentes entre si, ou seja, Vi#V₂#..#Vm.

[0074] A presente divulgação não limita a topologia usada em cada conversor de potência 701. Os M conversores de potência 701 no sistema de fornecimento de energia modular da presente divulgação pode ser qualquer tipo de conversores AC/DC, conversores DC/AC e conversores DC/DC. Um conversor de potência 701 na Figura 7 representa qualquer tipo das topologias aplicáveis AC/DC, DC/AC e DC/DC. O recurso que a presente divulgação não limita a topologia usada nos M conversores de potência 701 ainda fica em que a topologia dos M con

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20/58 versores de potência pode ser todas idênticas, ou parcialmente idênticas. Por exemplo, a topologia de todos os M conversores de potência 701 em cada unidade de potência 70 do sistema de fornecimento de energia modular da presente divulgação pode ser qualquer tipo de conversores de ponte completa, conversores de meia ponte, conversores de três níveis de ponto neutro fixado, conversores de três níveis de fixação de diodo, conversores de três níveis de capacitor de voo, conversores ressonantes de ponte completa e conversores ressonantes conversores de meia ponte. De modo alternativo, por exemplo, as topologias dos M conversores de potência 701 em cada unidade de potência 70 do sistema de fornecimento de energia modular da presente divulgação pode ser uma combinação de dois ou mais tipos de conversores de ponte completa, conversores de meia ponte, conversores de três níveis de ponto neutro fixado, conversores de três níveis de fixação de diodo, conversores de três níveis de capacitor de voo, conversores ressonantes de ponte completa e conversores ressonantes conversores de meia ponte.

[0075] Cada dos M conversores de potência 701 em cada unidade de potência 70 do sistema de fornecimento de energia modular da presente divulgação pode ser configurado para incluir: pelo menos, um interruptor semicondutor de energia, em que cada dos sinais de controle local é configurado para controlar ligamento e desligamento do interruptor semicondutor de energia correspondente.

[0076] Conforme mostrado na Figura 6 e na Figura 7, cada unidade de potência 70 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade pode incluir: M circuitos de acionamento 702, em correspondência um para um com os M conversores de potência 701, em que cada um dos circuitos de acionamento 702 é configurado para ser conectado ao interruptor semicondutor de energia do conversor de potência correspondente 701, e receber, pelo menos, um sinal de controle

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21/58 local emitido pelo controlador local correspondente 91, e emitir, pelo menos, um sinal de acionamento de acordo com, pelo menos, um sinal de controle local emitido pelo controlador local correspondente 91, para controlar ligamento e desligamento dos interruptores semicondutores de energia nos M conversores de potência correspondentes 701.

[0077] Em outras modalidades, cada unidade de potência no sistema de fornecimento de energia modular pode incluir: uma pluralidade de circuitos de acionamento, em que o número da pluralidade de circuitos de acionamento é igual ao número do interruptor semicondutor de energia nesta unidade de potência. Cada um dos circuitos de acionamento é configurado para ser conectado ao interruptor semicondutor de energia correspondente, para receber o sinal de controle local correspondente e emitido um sinal de acionamento de acordo com o sinal de controle local correspondente, para controlar ligamento e desligamento do interruptor semicondutor de energia correspondente.

[0078] A Figura 8 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 8, as topologias de todos os M conversores de potência 701 de cada unidade de potência 70 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade empregam um conversor de ponte completa, como um circuito de ponte H. Cada circuito de ponte H 701 inclui quatro interruptores semicondutores de energia e um capacitor de barramento DC. Os quatro interruptores semicondutores de energia de dois braços de ponte. Por conveniência de explicação, os quatro interruptores semicondutores de energia são respectivamente definidos como um interruptor semicondutor de energia superior de um braço de ponte, um interruptor semicondutor de energia inferior de um dos braços de ponte, um interruptor semicondutor de energia superior do outro braço de ponte e um interruptor semicondutor de energia inferior do outro dito braço de ponte. Na modalidade,

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22/58 uma extremidade do interruptor semicondutor de energia superior de um dos braços de ponte é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia superior do outro dito braço de ponte e uma extremidade do capacitor de barramento DC. A outra extremidade do interruptor semicondutor de energia inferior de um dos braços de ponte é conectada à outra extremidade do interruptor semicondutor de energia inferior do outro dito braço de ponte e a outra extremidade do capacitor de barramento DC. O interruptor semicondutor de energia superior e o interruptor semicondutor de energia inferior de um dos braços de ponte são conectadas em uma terceira extremidade X3. O interruptor semicondutor de energia superior e 0 interruptor semicondutor de energia inferior do outro dito braço de ponte são conectadas na quarta extremidade X4. Considerando 0 M-ésimo conversor de potência 70 como um exemplo, 0 conversor de potência 701 inclui dois braços de ponte e um capacitor de barramento DC. Uma extremidade do interruptor semicondutor de energia superior Qmi de um braço de ponte é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia superior QMsdo outro braço de ponte e uma extremidade do capacitor de barramento DC Cb. A outra extremidade do interruptor semicondutor de energia inferior Qm2 de um dos braços de ponte é conectada à outra extremidade do interruptor semicondutor de energia inferior Qm4 do outro dito braço de ponte e a outra extremidade do capacitor de barramento DC Cb. Um ponto de conexão do interruptor semicondutor de energia superior Qmi e 0 interruptor semicondutor de energia inferior Qm2 de um braço de ponte é a terceira extremidade X3. Um ponto de conexão do interruptor semicondutor de energia superior Qms e 0 interruptor semicondutor de energia inferior Qm4 do outro braço de ponte é a quarta extremidade X4.

[0079] Nesta modalidade, a terceira extremidade X3 do primeiro circuito de ponte H 701 em cada unidade de potência 70 é conectada à

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23/58 primeira extremidade Xi da unidade de potência 70, e a quarta extremidade X4 do primeiro circuito de ponte H 701 é conectada à terceira extremidade X3 do segundo circuitos de ponte H 701, e assim por diante, a quarta extremidade X4 do (M-l)-ésimo circuito de ponte H 701 é conectada à terceira extremidade X3 do M-ésimo circuito de ponte H 701, e a quarta extremidade Xqdo M-ésimo conversor de potência é conectada à segunda extremidade X2 da unidade de potência 70.

[0080] O controlador local 91 correspondente a cada unidade de potência 70 emite, pelo menos, um sinal de controle local para controlar 0 ligamento e 0 desligamento dos interruptores semicondutores de energia no circuito de ponte correspondente H 701. Nesta modalidade, cada circuito de ponte H 701 precisa de quatros sinais de controle local para respectivamente controlar os interruptores semicondutores de energia correspondentes a ser ligados e desligados. Cada unidade de potência 70 precisa de 4*M sinais de controle local. Isso é, 0 controlador local precisa de para emitir 4*M sinais de controle local, para controlar 0 ligamento e 0 desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. Isso é, cada um dos interruptores semicondutores de energia Qh-Qm4 precisa do sinal de controle local correspondente.

[0081] Conforme mostrado na Figura 8, cada unidade de potência 70 ainda inclui M circuitos de acionamento 702. Os circuitos de acionamento 702 estão em correspondência um para um com M circuitos de ponte H 701. Cada circuito de acionamento 702 recebe 0 sinal de controle local correspondente e emite, pelo menos, um sinal de acionamento para respectivamente controlar 0 ligamento e 0 desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. Especificamente, cada circuito de acionamento 702 recebe os quatros sinais de controle local correspondentes, e emite quatros sinais de acionamento para respectivamente acionar 0 ligamento e 0 desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. Considerando 0

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24/58 circuito de acionamento 702 correspondente ao primeiro circuito de ponte H 701 como um exemplo, o circuito de acionamento emite quatros sinais de acionamento para respectivamente acionar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia Qn-Qu.

[0082] Em outras modalidades, cada unidade de potência 70 ainda inclui uma pluralidade de circuitos de acionamento. O número de circuitos de acionamento é igual a 4*M. Cada circuito de acionamento é conectado ao interruptor semicondutor de energia correspondente, e recebe o sinal de controle local correspondente para emitir um sinal de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento do interruptor semicondutor de energia correspondente. Considerando os quatro circuitos de acionamento correspondentes ao primeiro circuito de ponte H 701 como um exemplo, os quatro circuitos de acionamento são respectivamente conectados aos interruptores semicondutores de energia QnQu. Cada circuito de acionamento emite um sinal de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento de um dos interruptores semicondutores de energia correspondentes Qmi-Qm4.

[0083] A Figura 9 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 9, as topologias de todos os M conversores de potência 701 de cada unidade de potência 70 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade empregam um conversor de meia ponte. Cada um dos conversores de meia ponte 701 inclui dois interruptores semicondutores de energia e um capacitor de barramento DC, a relação de conexão que é mostrada na Figura 9. Uma extremidade de um semicondutor de energia é conectada a uma extremidade do capacitor de barramento DC, a outra extremidade de um dos semicondutores de energia é conectada a uma extremidade do outro interruptor semicondutor de energia, e a outra extremidade do outro dito interruptor semicondutor de energia é conectada à

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25/58 outra extremidade do capacitor de barramento DC Cb. Um ponto de conexão no qual os dois interruptores semicondutores de energia são conectados entre si é a terceira extremidade X3, e a outra extremidade do outro dito interruptor semicondutor de energia é a quarta extremidade X4. Considerando 0 primeiro conversor de potência 701 como um exemplo, 0 conversor de potência 701 inclui dois interruptores semicondutores de energia Qn, Q12 e um capacitor de barramento DC Cb. Uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qn é conectada a uma extremidade do capacitor de barramento DC Cb, a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Qn é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Q12, e a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Q12 é conectada à outra extremidade do capacitor de barramento DC Cb. O ponto de conexão do interruptor semicondutor de energia Qn _eo interruptor semicondutor de energia Q12 é a terceira extremidade X3 do primeiro conversor de potência 701, e a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Q12 é a quarta extremidade X4 do primeiro conversor de potência 701.

[0084] Nesta modalidade, a terceira extremidade X3 do primeiro conversor de meia ponte (isto é, 0 primeiro conversor de potência) em cada unidade de potência 70 é conectada à primeira extremidade X1 da unidade de potência 70, a quarta extremidade X4 do primeiro conversor de meia ponte é conectada à terceira extremidade Xsdo segundo conversor de meia ponte, e assim por diante, a quarta extremidade X4 do (M-l)-ésimo conversor de meia ponte é conectada à terceira extremidade X3 do M-ésimo conversor de meia ponte, e os quatro extremidade X4 do M-ésimo conversor de meia ponte é conectada à segunda extremidade X2 da unidade de potência 70.

[0085] Nesta modalidade, 0 controlador local 91 correspondente a cada unidade de potência 70 pode emitir 2*M sinais de controle local,

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26/58 para controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia Qh-Qm2 no conversor de meia ponte 701. Isso é, cada um dos interruptores semicondutores de energia Qh-Qm2 precisa de um sinal de controle local.

[0086] Conforme mostrado na Figura 9, cada unidade de potência 70 ainda inclui M circuitos de acionamento 702. Os circuitos de acionamento 702 estão em correspondência um para um com os M conversores de meia ponte 701. Cada circuito de acionamento 702 recebe o sinal de controle local correspondente e emite, pelo menos, um sinal de acionamento para respectivamente acionar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. Especificamente, cada circuito de acionamento 702 recebe dois sinais de controle local correspondentes, e emite dois sinais de acionamento para respectivamente controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. Considerando o circuito de acionamento 702 correspondente ao primeiro conversor de meia ponte 701 como um exemplo, o circuito de acionamento emite dois sinais de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia Q11-Q12 respectivamente.

[0087] Em outras modalidades, cada unidade de potência 70 ainda inclui uma pluralidade de circuitos de acionamento. O número de circuitos de acionamento é igual a 2*M. Cada circuito de acionamento é conectado a um correspondente dos interruptores semicondutores de energia, e recebe 0 sinal de controle local correspondente para emitir um sinal de acionamento para acionar 0 ligamento e 0 desligamento do interruptor semicondutor de energia correspondente. Considerando os dois circuitos de acionamento correspondentes ao primeiro conversor de meia ponte 701 como um exemplo, os dois circuitos de acionamento são respectivamente conectados aos interruptores semicondutores de

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27/58 energia Q11-Q12, e cada circuito de acionamento emite um sinal de acionamento para controlar 0 ligamento e 0 desligamento de um dos interruptores semicondutores de energia correspondentes Q11-Q12.

[0088] A Figura 10 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 10, as topologias de todos os M conversores de potência 701 de cada unidade de potência 70 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade empregam um conversor de três níveis fixo de ponto neutro. Cada um dos três níveis de ponto neutro fixado 701 inclui oito interruptores semicondutores de energia e dois capacitores de barramento DC, a relação de conexão que é mostrada na Figura 10. Considerando 0 primeiro conversor de potência 701 como um exemplo, uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qn é conectada a uma extremidade do capacitor de barramento DC C1 e uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Q15, a outra extremidade do capacitor de barramento DC C1 é conectada a uma extremidade do capacitor de barramento DC C2, e a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Q11 é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Q12. Um ponto de conexão do interruptor semicondutor de energia Qn e 0 interruptor semicondutor de energia Q12 é a terceira extremidade X3 do primeiro conversor de potência 701. A outra extremidade do interruptor de semicondutor de potência Q15 está conectada a uma extremidade do interruptor de semicondutor de potência Qie. A outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Q12 é conectada à outra extremidade do capacitor de barramento DC C2 e a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Qie. Um ponto de conexão do interruptor semicondutor de energia Q15 e 0 interruptor semicondutor de energia Q16 é a quarta extremidade X4 do primeiro conversor

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28/58 de potência 701. Uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Q13 é conectada à outra dita extremidade do capacitor de barramento DC Ci, a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Q13 é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qu, e a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Qu é conectada à outra dita extremidade do interruptor semicondutor de energia Qn. Uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Q17 é conectada à outra dita extremidade do capacitor de barramento DC C1, a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Q17 é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qw, e a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Qw é conectada à outra dita extremidade do interruptor semicondutor de energia Qw.

[0089] Nesta modalidade, a terceira extremidade X3 do primeiro conversor de três níveis fixo de ponto neutro em cada unidade de potência 70 é conectada à primeira extremidade X1 da unidade de potência 70, a quarta extremidade X4 do primeiro conversor de três níveis fixo de ponto neutro é conectada à terceira extremidade X3 do segundo conversor de três níveis fixo de ponto neutro, e assim por diante, a quarta extremidade X4do(M-1)-ésimo conversor de três níveis fixo de ponto neutro é conectada à terceira extremidade X3 do M-ésimo conversor de três níveis fixo de ponto neutro, e a quarta extremidade X4 do M-ésimo conversor de três níveis fixo de ponto neutro é conectada à segunda extremidade X2 da unidade de potência 70.

[0090] Nesta modalidade, 0 controlador local 91 correspondente a cada unidade de potência pode emitir 8*M sinais de controle local, para controlar 0 ligamento e 0 desligamento dos interruptores semicondutores de energia Qh-Qms no conversor de três níveis fixo de ponto neutro 701. Isso é, cada um dos interruptores semicondutores de energia QnQms precisa de um sinal de controle local.

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29/58 [0091] Conforme mostrado na Figura 10, cada unidade de potência 70 ainda inclui M circuitos de acionamento 702. Os circuitos de acionamento 702 estão em correspondência um para um com os M conversores de três níveis de ponto neutro fixado 701. Cada circuito de acionamento 702 recebe o sinal de controle local correspondente e emite, pelo menos, um sinal de acionamento para respectivamente controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. Especificamente, cada circuito de acionamento 702 recebe os oito sinais de controle local correspondentes, e emite oito sinais de acionamento para respectivamente controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. Considerando o circuito de acionamento 702 correspondente ao primeiro conversor de três níveis fixo de ponto neutro 701 como um exemplo, o circuito de acionamento emite oito sinais de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia Qn-Qw respectivamente.

[0092] Em outras modalidades, cada unidade de potência 70 ainda inclui uma pluralidade de circuitos de acionamento. O número de circuitos de acionamento é igual a 8*M. Cada circuito de acionamento é conectado a um correspondente dos interruptores semicondutores de energia, e recebe o sinal de controle local correspondente para emitir um sinal de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento do interruptor semicondutor de energia correspondente. Considerando os oito circuitos de acionamento correspondentes ao primeiro conversor de três níveis fixo de ponto neutro 701 como um exemplo, os oito circuitos de acionamento são respectivamente conectados aos interruptores semicondutores de energia Qn-Qw e cada circuito de acionamento emite um sinal de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento de um dos interruptores semicondutores de energia correspondentes Qn-Qw.

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30/58 [0093] A Figura 11 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 11, as topologias de todos os M conversores de potência 701 de cada unidade de potência 70 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade empregam conversores de três níveis de fixação de diodo. Cada dos conversores de três níveis de fixação de diodo 701 inclui oito interruptores semicondutores de energia, quatro diodos de fixação e dois capacitores de barramento DC, a relação de conexão que é mostrada na Figura 11. Considerando o primeiro conversor de potência 701 como um exemplo, uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qi 1 é conectada a uma extremidade do capacitor de barramento DC Ci _e uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Q15, a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Qn é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Q12 e um catodo do diodo de fixação D1, a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Q12 é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qn, a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Q13 é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qu e um anodo do diodo de fixação D₂, a outra extremidade do capacitor de barramento DC C1 é conectada a uma extremidade do capacitor de barramento DC C₂, a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Qu é conectada à outra extremidade do capacitor de barramento DC C₂, e um anodo do diodo de fixação D1 é conectada ao catodo do diodo de fixação D₂ e a outra dita extremidade do capacitor de barramento DC C1. Um ponto de conexão do interruptor semicondutor de energia Qi2edO interruptor semicondutor de energia Q13 é a terceira extremidade X3 do primeiro conversor de potência 701. A outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Q15 é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de

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31/58 energia Q16 e um catodo do diodo de fixação D₃, a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Q16 é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Q17. A outra extremidade do interruptor semicondutor Q17 é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qw e um anodo do diodo de fixação D4, a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Qw é conectada à outra dita extremidade do capacitor de barramento DC C2, e um anodo do diodo de fixação D₃ é conectada ao catodo do diodo de fixação D4 e a outra dita extremidade do capacitor de barramento DC C1. Um ponto de conexão do interruptor semicondutor de energia Q16 e 0 interruptor semicondutor de energia Q17 é a quarta extremidade X4 do primeiro conversor de potência 701.

[0094] Nesta modalidade, a terceira extremidade X₃ do primeiro conversor de três níveis de fixação do diodo em cada unidade de potência 70 é conectada à primeira extremidade X1 da unidade de potência 70, a quarta extremidade X4 do primeiro conversor de três níveis de fixação do diodo é conectada à terceira extremidade X₃ do segundo conversor de três níveis de fixação do diodo, e assim por diante, a quarta extremidade X4 do (M-l)-ésimo conversor de três níveis de fixação do diodo é conectada à terceira extremidade X₃ do M-ésimo conversor de três níveis de fixação do diodo, e a quarta extremidade X4 do M-ésimo conversor de três níveis de fixação do diodo é conectada à segunda extremidade X2 da unidade de potência 70.

[0095] Nesta modalidade, 0 controlador local 91 correspondente a cada unidade de potência pode emitir 8*M sinais de controle local, para controlar 0 ligamento e 0 desligamento dos interruptores semicondutores de energia Qh-Qms no conversor de três níveis controlável de fixação de diodo 701. Isso é, cada um dos interruptores semicondutores de energia Qh-Qms precisa de um sinal de controle local.

[0096] Conforme mostrado na Figura 11, cada unidade de potência

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32/58 ainda inclui M circuitos de acionamento 702. Os circuitos de acionamento 702 estão em correspondência um para um com os M conversores de três níveis de fixação de diodo 701. Cada circuito de acionamento 702 recebe o sinal de controle local correspondente e emite, pelo menos, um sinal de acionamento para respectivamente controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. Especificamente, cada circuito de acionamento 702 recebe os oito sinais de controle local correspondentes, e emite oito sinais de acionamento para respectivamente controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. Considerando o circuito de acionamento 702 correspondente ao primeiro conversor de três níveis de fixação do diodo 701 como um exemplo, o circuito de acionamento emite oito sinais de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia Qn-Qw respectivamente.

[0097] Em outras modalidades, cada unidade de potência 70 ainda inclui uma pluralidade de circuitos de acionamento. O número de circuitos de acionamento é igual a 8*M. Cada circuito de acionamento é conectado a um correspondente dos interruptores semicondutores de energia, e recebe o sinal de controle local correspondente para emitir um sinal de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento do interruptor semicondutor de energia correspondente. Considerando os oito circuitos de acionamento correspondentes ao primeiro conversor de três níveis de fixação do diodo 701 como um exemplo, os oito circuitos de acionamento são respectivamente conectados aos interruptores semicondutores de energia Qn-Qw e cada circuito de acionamento emite a sinal de controle para acionar o ligamento e o desligamento de um dos interruptores semicondutores de energia correspondentes QnQl8.

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33/58 [0098] A Figura 12 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 12, as topologias de todos os M conversores de potência 701 de cada unidade de potência 70 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade empregam um conversor de três níveis do capacitor de voo. Cada um dos três níveis de capacitor de voo 701 inclui oito interruptores semicondutores de energia, dois capacitores de barramento DC e dois capacitares de voo, a relação de conexão que é mostrada na Figura 12. Considerando o primeiro conversor de potência 701 como um exemplo, uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qn é conectada a uma extremidade do capacitor de barramento DC Ci e uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qw, a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Qn é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Q12 e uma extremidade do capacitor de voo C3, a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Q12 é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Q13, a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Q13 é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qu e a outra extremidade do capacitor de voo C3, a outra extremidade do capacitor de barramento DC C1 é conectada a uma extremidade do capacitor de barramento DC C2, e a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Q14 é conectada à outra extremidade do capacitor de barramento DC C2. Um ponto de conexão do interruptor semicondutor de energia Q12 e 0 interruptor semicondutor de energia Q13 é a terceira extremidade X3 do primeiro conversor de potência 701. A outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Qwé conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qw e uma extremidade do capacitor de voo C4, a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Qw é conectada a uma

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34/58 extremidade do interruptor semicondutor de energia Q17, a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Q17 é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qw e a outra extremidade do capacitor de voo C4, e a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Qw é conectada à outra dita extremidade do capacitor de barramento DC C2. Um ponto de conexão dos interruptores semicondutores de energia Qw e 0 interruptor semicondutor de energia Q17 é a quarta extremidade X4 do primeiro conversor de potência 701. [0099] Nesta modalidade, a terceira extremidade X3 do primeiro conversor de três níveis do capacitor de voo em cada unidade de potência 70 é conectada à primeira extremidade X1 da unidade de potência 70, a quarta extremidade X4 do primeiro conversor de três níveis do capacitor de voo é conectada à terceira extremidade X3 do segundo conversor de três níveis do capacitor de voo, e assim por diante, a quarta extremidade X4do (M-l)-ésimo conversor de três níveis do capacitor de voo é conectada à terceira extremidade X3 do M-ésimo conversor de três níveis do capacitor de voo, e a quarta extremidade X4 do M-ésimo conversor de três níveis do capacitor de voo é conectada à segunda extremidade X2 da unidade de potência 70.

[00100] Nesta modalidade, 0 controlador local 91 correspondente a cada unidade de potência pode emitir 8*M sinais de controle local, para controlar 0 ligamento e 0 desligamento dos interruptores semicondutores de energia Qh-Qms no conversor de três níveis controlável do capacitor de voo 701. Isso é, cada um dos interruptores semicondutores de energia Qh-Qms precisa de um sinal de controle local.

[00101] Conforme mostrado na Figura 12, cada unidade de potência 70 ainda inclui M circuitos de acionamento 702. Os circuitos de acionamento 702 estão em correspondência um para um com os M conversores de três níveis de capacitor de voo 701. Cada circuito de acionamento

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702 recebe o sinal de controle local correspondente e emite, pelo menos, um sinal de acionamento para respectivamente controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. Especificamente, cada circuito de acionamento 702 recebe os oito sinais de controle local correspondentes, e emite oito sinais de acionamento para respectivamente controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. Considerando o circuito de acionamento 702 correspondente ao primeiro conversor de três níveis do capacitor de voo 701 como um exemplo, o circuito de acionamento emite oito sinais de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia Qu-Qw respectivamente.

[00102] Em outras modalidades, cada unidade de potência 70 ainda inclui uma pluralidade de circuitos de acionamento. O número de circuitos de acionamento é igual a 8*M. Cada circuito de acionamento recebe o sinal de controle local correspondente e emite um sinal de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento do interruptor semicondutor de energia correspondente. Considerando os oito circuitos de acionamento correspondentes ao primeiro conversor de três níveis do capacitor de voo 701 como um exemplo, os oito circuitos de acionamento são respectivamente conectados aos interruptores semicondutores de energia Qu-Qw e cada circuito de acionamento emite um sinal de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento de um dos interruptores semicondutores de energia correspondentes Qu-Qw.

[00103] Os M conversores de potência 701 no sistema de fornecimento de energia modular das Figuras 8-12 podem ser conversores AC/DC ou conversores DC/AC, mas não se limitam a isso, e podem ser conversores de outras topologias também.

[00104] A Figura 13 é um diagrama em blocos de um sistema de for

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36/58 necimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 13, as topologias de todos os M conversores de potência 701 de cada unidade de potência 70 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade empregam um conversor ressonante de ponte completa. Cada um dos ressonantes de ponte completa 701 inclui um circuito de ponte completa, um circuito ressonante, um transformador e uma ponte retificadora, a relação de conexão que é conforme mostrado na Figura 13. Considerando o primeiro conversor ressonante de ponte completa 701 como um exemplo, o circuito de ponte completa inclui quatro interruptores semicondutores de energia e um capacitor de barramento DC. Uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qn é conectada a uma extremidade do capacitor de barramento DC Cb' e uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qn, a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Qn é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qn, a outra extremidade do interruptor de semicondutor de potência Qn está ligado a uma extremidade do interruptor de semicondutor de potência Qu, e a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Qn é conectada à outra extremidade do capacitor de barramento DC Cb' e a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Qn. Um ponto de conexão do interruptor semicondutor de energia Qn e o interruptor semicondutor de energia Qn é conectada a uma extremidade de um circuito ressonante formado por um capacitor C e um indutor L', e a outra extremidade do circuito ressonante é conectada a uma extremidade de um enrolamento primário do transformador Τ', e a outra extremidade do enrolamento primário do transformador Τ' é conectada ao ponto de conexão do interruptor semicondutor de energia Qn e o interruptor semicondutor de energia Qn. Uma dita extremidade do capacitor de barramento DC Cb' é a terceira extremidade X3 do primeiro conversor de potência, e a outra

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37/58 extremidade do capacitor de barramento DC Cb' é a quarta extremidade X4 do primeiro conversor de potência. A ponte retificadora inclui quatro diodos retificadores, uma extremidade do diodo retificador D1' é conectada a uma extremidade do diodo retificador D₃', a outra extremidade do diodo retificador D1' é conectada a uma extremidade do diodo retificador D₂', a outra extremidade do diodo retificador D₃' é conectada a uma extremidade do diodo retificador D4', e a outra extremidade do diodo retificador D₂' é conectada à outra extremidade do diodo retificador D4'. Uma dita extremidade do diodo retificador D1' é a quinta extremidade X5 do conversor, e a outra dita extremidade do diodo retificador D₂' é a sexta extremidade Xe do conversor. A extremidade de saída do transformador Τ' é respectivamente conectada ao ponto de conexão do diodo retificador D1' e 0 diodo retificador D₂' e 0 ponto de conexão do diodo retificador D₃' e 0 diodo retificador D4'. O transformador Τ' pode ser um transformador de derivação central tendo dois enrolamentos secundários conectados em paralelo, ou 0 transformador Τ' pode ter um único enrolamento secundário.

[00105] Nesta modalidade, a terceira extremidade X₃ do primeiro conversor ressonante de ponte completa em cada unidade de potência 70 é conectada à primeira extremidade X1 da unidade de potência 70, a quarta extremidade X4 do primeiro conversor ressonante de ponte completa é conectada à terceira extremidade X₃ do segundo conversor ressonante de ponte completa, e assim por diante, a quarta extremidade X4 do (M-l)-ésimo conversor ressonante de ponte completa é conectada à terceira extremidade X₃ do M-ésimo conversor ressonante de ponte completa, e a quarta extremidade X4 do M-ésimo conversor ressonante de ponte completa é conectada à segunda extremidade X₂ da unidade de potência 70. As quintas extremidades X5 de todos os conversores ressonantes de ponte completa em cada unidade de potência 70 são conectadas juntas, e a sextas extremidades Xe de todos os conversores

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38/58 ressonantes de ponte completa são conectadas juntas.

[00106] Nesta modalidade, o controlador local 91 correspondente a cada unidade de potência pode emitir 4*M sinais de controle local, para controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia Qh-Qm4 no conversor ressonante de ponte completa 701. Isso é, cada um dos interruptores semicondutores de energia Qh-Qm4 precisa de um sinal de controle local.

[00107] Conforme mostrado na Figura 13, cada unidade de potência 70 ainda inclui M circuitos de acionamento 702. Os circuitos de acionamento 702 estão em correspondência um para um com os M conversores ressonantes de ponte completa 701. Cada circuito de acionamento 702 recebe o sinal de controle local correspondente e emite, pelo menos, um sinal de acionamento para respectivamente controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. Especificamente, cada circuito de acionamento 702 recebe os quatros sinais de controle local correspondentes, e emite quatros sinais de acionamento para respectivamente controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. Considerando o circuito de acionamento 702 correspondente ao primeiro conversor ressonante de ponte completa 701 como um exemplo, o circuito de acionamento emite quatros sinais de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia Qh-Qm respectivamente.

[00108] Em outras modalidades, cada unidade de potência 70 ainda inclui uma pluralidade de circuitos de acionamento. O número de circuitos de acionamento é igual a 4*M. Cada circuito de acionamento é conectado a um correspondente dos interruptores semicondutores de energia, e recebe o sinal de controle local correspondente para emitir um sinal de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento do interruptor semicondutor de energia correspondente. Considerando

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39/58 os quatro circuitos de acionamento correspondentes ao primeiro conversor ressonante de ponte completa 701 como um exemplo, os quatro circuitos de acionamento são respectivamente conectados aos interruptores semicondutores de energia Qn-Qu e cada circuito de acionamento emite um sinal de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento de um dos interruptores semicondutores de energia correspondentes Q11-Q14.

[00109] A Figura 14 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 14, as topologias de todos os M conversores de potência 701 de cada unidade de potência 70 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade empregam um conversor ressonante de meia ponte. Cada um dos ressonantes conversores de meia ponte 701 inclui um circuito conversores de meia ponte, um circuito ressonante, um transformador e a ponte retificadora, a relação de conexão que é conforme mostrado na Figura 14. Considerando 0 primeiro conversor ressonante de meia ponte 701 como um exemplo, 0 circuito conversores de meia ponte inclui dois interruptores semicondutores de energia e um capacitor de barramento DC. Uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Qn é conectada a uma extremidade do capacitor de barramento DC Cb', a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Qn é conectada a uma extremidade do interruptor semicondutor de energia Q12, e a outra extremidade do interruptor semicondutor de energia Q12 é conectada à outra extremidade do capacitor de barramento DC Cb'. Um ponto de conexão do interruptor semicondutor de energia Qn e 0 interruptor semicondutor de energia Q12 é conectada a uma extremidade de um circuito ressonante formado por um capacitor C e um indutor L', a outra extremidade do circuito ressonante é conectada a uma extremidade de um

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40/58 enrolamento primário do transformador Τ', e a outra extremidade do enrolamento primário do transformador Τ' é conectada à outra dita extremidade do interruptor semicondutor de energia Q12. Uma dita extremidade do capacitor de barramento DC Cb' é a terceira extremidade X3 do primeiro conversor de potência, e a outra dita extremidade do capacitor de barramento DC Cb' é a quarta extremidade X4 do primeiro conversor de potência. A ponte retificadora inclui quatro diodos retificadores, uma extremidade do diodo retificador D1' é conectada a uma extremidade do diodo retificador D₃', a outra extremidade do diodo retificador D1' é conectada a uma extremidade do diodo retificador D₂', a outra extremidade do diodo retificador D₃' é conectada a uma extremidade do diodo retificador D4', e a outra extremidade do diodo retificador D₂' é conectada à outra extremidade do diodo retificador D4'. Uma dita extremidade do diodo retificador D1' é a quinta extremidade X5 do conversor, e a outra dita extremidade do diodo retificador D₂' é a sexta extremidade Xe do conversor. A extremidade de saída do transformador Τ' é respectivamente conectada ao ponto de conexão do diodo retificador D1' e 0 diodo retificador D₂' e 0 ponto de conexão do diodo retificador D₃' e 0 diodo retificador D/. O transformador Τ' pode ser um transformador de derivação central tendo dois enrolamentos secundários conectados em paralelo, ou 0 transformador Τ' pode ter um único enrolamento secundário também.

[00110] Nesta modalidade, a terceira extremidade X3 do primeiro conversor ressonante de meia ponte em cada unidade de potência 70 é conectada à primeira extremidade X1 da unidade de potência 70, a quarta extremidade X4 do primeiro conversor ressonante de meia ponte é conectada à terceira extremidade X3 do segundo conversor ressonante de meia ponte, e assim por diante, a quarta extremidade X4do(M1)-ésimo conversor ressonante de meia ponte é conectada à terceira extremidade X3 do M-ésimo conversor ressonante de meia ponte, e a

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41/58 quarta extremidade X4 do M-ésimo conversor ressonante de meia ponte é conectada à segunda extremidade X2 da unidade de potência 70. As quintas extremidades X5 de todos os conversores ressonantes conversores de meia ponte em cada unidade de potência 70 são conectadas juntas, e a sextas extremidades Xe de todos os conversores ressonantes conversores de meia ponte são conectadas juntas.

[00111] Nesta modalidade, 0 controlador local 91 correspondente a cada unidade de potência pode emitir 2*M sinais de controle local, para controlar 0 ligamento e 0 desligamento dos interruptores semicondutores de energia Qh-Qm2 no conversor ressonante de meia ponte 701. Isso é, cada um dos interruptores semicondutores de energia Qh-Qm2 precisa de um sinal de controle local.

[00112] Conforme mostrado na Figura 14, cada unidade de potência 70 ainda inclui M circuitos de acionamento 702. Os circuitos de acionamento 702 estão em correspondência um para um com os M conversores ressonantes conversores de meia ponte 701. Cada circuito de acionamento 702 recebe 0 sinal de controle local correspondente e emite, pelo menos, um sinal de acionamento para respectivamente controlar 0 ligamento e 0 desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. Especificamente, cada circuito de acionamento 702 recebe os dois sinais de controle local correspondentes, e emite dois sinais de acionamento para respectivamente controlar 0 ligamento e 0 desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. Considerando 0 circuito de acionamento 702 correspondente ao primeiro conversor ressonante de meia ponte 701 como um exemplo, 0 circuito de acionamento emite dois sinais de acionamento para controlar 0 ligamento e 0 desligamento dos interruptores semicondutores de energia Q11-Q12 respectivamente.

[00113] Em outras modalidades, cada unidade de potência 70 ainda

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42/58 inclui uma pluralidade de circuitos de acionamento. O número de circuitos de acionamento é igual a 2*M. Cada circuito de acionamento é conectado a um correspondente dos interruptores semicondutores de energia, e recebe o sinal de controle local correspondente e emite um sinal de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento do interruptor semicondutor de energia correspondente. Considerando os dois circuitos de acionamento correspondentes ao primeiro conversor ressonante de meia ponte 701 como um exemplo, os dois circuitos de acionamento são respectivamente conectados aos interruptores semicondutores de energia Q11-Q12 e cada circuito de acionamento emite um sinal de acionamento para controlar 0 ligamento e 0 desligamento de um dos interruptores semicondutores de energia correspondentes QnQ12.

[00114] Os M conversores de potência 701 no sistema de fornecimento de energia modular da Figura 13 e Figura 14 podem ser conversores DC/DC, mas não se limitam a isso, e podem ser conversores de outras topologias também.

[00115] A Figura 15 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 15, as topologias dos M conversores de potência 701 de cada unidade de potência 70 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade empregam uma combinação de um conversor de ponte completa e um conversor de meia ponte. Cada conversor de potência 7011' de conversor de ponte completa inclui quatro interruptores semicondutores de energia, cada conversor de meia ponte 7012' inclui dois interruptores semicondutores de energia, e a relação de conexão que é conforme mostrado na Figura 15. Nesta modalidade, a relação de conexão específica do conversor de ponte completa é conforme mostrado na Figura 8, e a relação de conexão específica do conversor de meia ponte é, conforme

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43/58 mostrado na Figura 9, detalhes de que não são descritos aqui novamente. De modo similar, a quarta extremidade X4 de um dos dois conversores de potência adjacentes 701 é conectada à terceira extremidade X3 de outros dois conversores de potência adjacentes 701, onde M é um número natural maior que um. Assim, a terceira extremidade X3 do primeiro conversor de potência 701 é conectada à primeira extremidade Xi da unidade de potência 70, a quarta extremidade X4 do primeiro conversor de potência 701 é conectada à terceira extremidade X3 do segundo conversor de potência 701, e assim por diante, a quarta extremidade X4 do (M-l)-ésimo conversor de potência 701 é conectada à terceira extremidade X3 do M-ésimo conversor de potência 701, e a quarta extremidade X4 do M-ésimo conversor de potência 701 é conectada à segunda extremidade X2 da unidade de potência 70.

[00116] Nesta modalidade, 0 número de sinais de controle local emitidos pelo controlador local 91 correspondente a cada unidade de potência 70 é igual ao número de interruptores semicondutores de energia na unidade de potência 70. Estes sinais de controle local respectivamente controlam ligamento e desligamento dos interruptores semicondutores de energia no conversor de ponte completa e 0 conversor de meia ponte 701 (ou seja, os conversores de potência 7011’ e 7012”). Isso é, cada interruptor semicondutor de energia precisa de um sinal de controle local.

[00117] Conforme mostrado na Figura 15, cada unidade de potência 70 ainda inclui M circuitos de acionamento 702. Os circuitos de acionamento 702 estão em correspondência um para um com os M conversores de potência 7011' e 7012'. Cada circuito de acionamento 702 recebe 0 sinal de controle local correspondente e emite, pelo menos, um sinal de acionamento para respectivamente controlar 0 ligamento e 0 desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes.

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44/58

Especificamente, o circuito de acionamento 702 correspondente ao conversores de potência 7011' recebe os quatros sinais de controle local correspondentes, e emite quatros sinais de acionamento para respectivamente controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. O circuito de acionamento 702 correspondente ao conversores de potência 7012' recebe os dois sinais de controle local correspondentes, e emite dois sinais de acionamento para respectivamente controlar o ligamento e o desligamento dos interruptores semicondutores de energia correspondentes.

[00118] Em outras modalidades, cada unidade de potência 70 ainda inclui uma pluralidade de circuitos de acionamento. O número de circuitos de acionamento na unidade de potência é igual ao número de interruptores semicondutores de energia na unidade de potência correspondente. Cada circuito de acionamento é conectado a um correspondente dos interruptores semicondutores de energia, e recebe o sinal de controle local correspondente para emitir um sinal de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento do interruptor semicondutor de energia correspondente. Considerando os quatro circuitos de acionamento correspondentes ao conversor de potência 7011' como um exemplo, os quatro circuitos de acionamento são respectivamente conectados aos interruptores semicondutores de energia correspondentes e cada um dos circuitos de acionamento emite um sinal de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento de um dos interruptores semicondutores de energia correspondentes. Considerando os dois circuitos de acionamento correspondentes ao conversor de potência 7012' como um exemplo, os dois circuitos de acionamento são respectivamente conectados aos interruptores semicondutores de energia correspondentes e cada um dos circuitos de acionamento emite um sinal de acionamento para controlar o ligamento e o desligamento de um dos interruptores semicondutores de energia correspondentes.

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45/58 [00119] Embora a Figura 15 mostre apenas as topologias dos M conversores de potência 701 de cada unidade de potência 70 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade empregam uma combinação de um conversor de ponte completa e um conversor de meia ponte, mas a presente divulgação não é limitada a isso. Conforme descrito acima, as topologias dos M conversores de potência 701 de cada unidade de potência 70 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade pode ser uma combinação de dois ou mais tipos de conversores de ponte completa, conversores de meia ponte, conversores de três níveis de ponto neutro fixado, conversores de três níveis de fixação de diodo, conversores de três níveis de capacitor de voo, conversores ressonantes de ponte completa e conversores ressonantes conversores de meia ponte.

[00120] Cada um dos M conversores de potência 701 em cada uma das unidades de potência 70 do sistema de fornecimento de energia modular da presente divulgação pode ser configurado para incluir:, pelo menos, um interruptor semicondutor de energia, como os interruptores semicondutores de energia previamente mencionados Qn-Qu, Q11-Q12, Q11-Q18, Qmi-Qm4, Qmi-Qm2 ou Qmi-Qms, em que cada um dos previamente mencionado sinais de controle local é configurado para controlar 0 ligamento e 0 desligamento do interruptor semicondutor de energia correspondente.

[00121] Conforme mostrado nas Figuras 6-15 acima, cada uma das unidades de potência 70 no sistema de energia modular da presente modalidade pode incluir: M circuitos de acionamento 702, em correspondência um para um com os M conversores de potência 701 (ou 7011' ou 7012'), em que cada um dos circuitos de acionamento 702 é configurado para ser conectado a interruptores semicondutores de energia no conversor de potência correspondente 701 (ou 7011' ou 7012'), para

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46/58 receber sinais de controle local emitidos pelo controlador local correspondente 91, para, assim, emitir, pelo menos, um sinal de acionamento para controlar ligamento e desligamento dos interruptores semicondutores de energia nos M conversores de potência correspondentes 701 (ou 7011 Ou 7012’).

[00122] Conforme mostrado na Figuras 6-15, cada unidade de potência 70 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade pode incluir: uma pluralidade de circuitos de acionamento 702. O número de circuitos de acionamento na unidade de potência é igual ao dos interruptores semicondutores de energia na unidade de potência. Cada um dos circuitos de acionamento 702 é configurado para ser conectado a um interruptor semicondutor de energia do conversor de potência correspondente 701 e receber um sinal de controle local emitido pelo controlador local correspondente 91, para emitir um sinal de acionamento para controlar ligamento e desligamento do interruptor semicondutor de energia correspondente.

[00123] Deve ser observado que o número de circuitos de acionamento incluído em uma unidade de potência na Figura 6 a Figura 15 pode ser igual ao de interruptores semicondutores de energia na unidade de potência. Cada circuito de acionamento é configurado para ser conectado a um correspondente dos interruptores semicondutores de energia do conversor de potência. Cada circuito de acionamento recebe um sinal de controle local emitido pelo controlador local correspondente 91, para emitir um sinal de acionamento para controlar ligamento e desligamento do interruptor semicondutor de energia correspondente.

[00124] Cada um dos circuitos de acionamento 702 do sistema de fornecimento de energia modular da presente divulgação pode ser direta e eletricamente conectado ao controlador local correspondente 91, ou conectado ao controlador local correspondente 91 por um dispositivo de isolamento magnético ou um dispositivo de isolamento óptico.

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47/58 [00125] Os respectivos circuitos de acionamento 702 no sistema de fornecimento de energia modular da presente divulgação podem ser idênticos entre si ou diferentes entre si.

[00126] Conforme mostrado na Figuras 6 a 14, os respectivos circuitos de acionamento 702 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade são idênticos entre si.

[00127] A Figura 16 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 16, a unidade de potência 701 do sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade inclui cinco conversores de potência 701 de circuitos de ponte Η. O circuito de acionamento 722 do conversor de potência 701 na posição central é diferente dos circuitos de acionamento 721 de outros quatro conversores de potência 701.

[00128] A Figura 17 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 17, cada um dos fornecimentos de energia auxiliares 93 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade pode ser configurado para obter energia de um fornecimento de energia externo, como energia de fornecimento elétrico ou de outros circuitos. Cada um dos fornecimentos de energia auxiliares 93 é conectado ao fornecimento de energia externo Ec.

[00129] A Figura 18 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 18, os N fornecimentos de energia auxiliares acima 93 no sistema de energia modular da presente modalidade estão em correspondência um para um com as N unidades de potência acima 70. Cada um dos fornecimentos de energia auxiliares 93 pode ser configurado para obter energia da unidade de

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48/58 potência correspondente 70.

[00130] A Figura 19 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 19, os N fornecimentos de energia auxiliares acima 93 no sistema de energia modular da presente modalidade estão em correspondência um para um com as N unidades de potência acima 70. Uma porção dos fornecimentos de energia auxiliares 93 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade pode ser configurada para obter energia de um fornecimento de energia externo, como potência de energia elétrica ou de outros circuitos. Essa porção dos fornecimentos de energia auxiliares 93 é conectada ao fornecimento de energia externo Ec. A outra porção dos fornecimentos de energia auxiliares 93 (como no meio da Figura 19) no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade pode ser configurada para obter energia da unidade de potência correspondente 70.

[00131] A Figura 20 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 20, cada um dos fornecimentos de energia auxiliares 93 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade pode ser configurado para obter energia de um capacitor de barramento DC Cb de qualquer um dos conversores de potência 701 da unidade de potência correspondente 70, para adquirir a tensão de barramento DC no capacitor de barramento DC Cb.

[00132] A Figura 21 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 21, cada um dos fornecimentos de energia auxiliares 93 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade pode ser configurado para obter

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49/58 energia de uma pluralidade de capacitares de barramento DC Cb dos conversores de potência 701 da unidade de potência correspondente 70, para adquirir uma tensão de barramento DC no capacitar de barramento DC Cb. Por exemplo, o fornecimento de energia auxiliar 93 no meio da Figura 21 pode obtém energia dos capacitares de barramento DC Cb de dois conversores de potência 701. Quando um dos conversores de potência 701 falha, o fornecimento de energia auxiliar 93 pode ainda obter energia do capacitar de barramento DC Cb de outro normal conversor de potência 701, para obter a energia com redundância que melhora a confiabilidade do sistema de energia modular.

[00133] Correspondentemente, como uma modalidade, conforme mostrado na Figura 20 e na Figura 21, o fornecimento de energia auxiliar 93 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade pode ser um conversor DC/DC, por exemplo, um circuita cervo, um circuita de impulso, um circuita flyback, um circuita LLC, ou similares. A extremidade de entrada do conversor DC/DC é conectada a duas extremidades de um capacitar de barramento DC Cb de qualquer um ou mais dos conversores de potência 701.0 conversor DC/DC obtém energia do capacitar de barramento DC Cb do conversor de potência 701, para adquirir uma tensão de barramento DC no capacitar de barramento DC Cb4. A extremidade de saída do conversor DC/DC é conectada ao controlador local 91, para, assim, converter a tensão de barramento DC em uma tensão que fornece energia ao controlador local 91, como 24V DC.

[00134] A Figura 22 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 22, pelo menos, um dos M conversores de potência previamente mencionados na unidade de potência 70 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade é um conversor de potência de alta tensão 7012, e,

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50/58 pelo menos, um dos M conversores de potência previamente mencionados na unidade de potência 70 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade é um conversor de potência de baixa tensão 7011. A tensão operacional de o conversor de potência de alta tensão 7012 é maior do que a do conversor de potência de baixa tensão 7011. Cada um dos conversores de potência de alta tensão 7012 inclui, pelo menos, um interruptor semicondutor de energia de alta tensão. Cada conversor de potência de baixa tensão 7011 inclui, pelo menos, um interruptor semicondutor de energia de baixa tensão. A tensão operacional do interruptor semicondutor de energia de alta tensão é maior do que a do interruptor semicondutor de energia de baixa tensão. Nesta modalidade, a topologia do conversor de potência de alta tensão 7012 pode ser um da Figura 8 a Figura 14, e a topologia do conversor de potência de baixa tensão 7011 pode ser uma da Figura 8 a Figura

14. A topologia do conversor de potência de alta tensão 7012 pode ser a mesma como do conversor de potência de baixa tensão 7011, ou a topologia do conversor de potência de alta tensão 7012 pode ser diferente daquela do conversor de potência de baixa tensão 7011.

[00135] Correspondentemente, como uma modalidade, conforme mostrado na Figura 22, cada unidade de potência 70 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade ainda inclui, pelo menos, um circuito de acionamento de alta tensão 724 e, pelo menos, um circuito de acionamento de baixa tensão 723. O número de o circuito de acionamento de alta tensão 724 é igual ao do previamente mencionado conversores de potência de alta tensão 7012. Cada um dos circuitos de acionamento de alta tensão 724 é conectado a interruptores semicondutores de energia de alta tensão correspondentes. Por exemplo, cada circuito de acionamento de alta tensão 724 é conectado a extremidades de controle dos interruptores semicondutores de energia de alta tensão. O número de o circuito de acionamento de baixa tensão 723

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51/58 é igual ao do previamente mencionado conversores de potência de baixa tensão 7011. Cada um dos circuitos de acionamento de baixa tensão 723 é conectado a interruptores semicondutores de energia de baixa tensão correspondentes. Por exemplo, cada circuito de acionamento de baixa tensão 723 é conectado a extremidades de controle dos interruptores semicondutores de energia de baixa tensão. Cada um dos circuitos de acionamento de alta tensão 724 é configurado para receber o sinal de controle local correspondente para emitir, pelo menos, um sinal de acionamento para respectivamente controlar o ligamento e o desligamento do interruptor semicondutor de energia de alta tensão correspondente, para ajustar uma tensão pela terceira extremidade X3 e pela quarta extremidade X4 do conversor de potência de alta tensão 7012. Por exemplo, a tensão pela terceira extremidade X3 e pela quarta extremidade X4 do conversor de potência de alta tensão 7012 é 6KV. Cada circuito de acionamento de baixa tensão 723 é configurado para receber 0 sinal de controle local correspondente para emitir, pelo menos, um sinal de acionamento para respectivamente controlar 0 ligamento e 0 desligamento do interruptor semicondutor de energia de baixa tensão correspondente, para assim ajustar uma tensão pela terceira extremidade X3 e pela quarta extremidade X4 do conversor de potência de baixa tensão 7011. Por exemplo, a tensão pela terceira extremidade X3 e pela quarta extremidade X4 do conversor de potência de baixa tensão 7011 é 1KV.

[00136] Como outra modalidade, cada uma das unidades de potência 70 no sistema de energia modular da modalidade ainda inclui, pelo menos, um circuito de acionamento de alta tensão 724 e, pelo menos, um circuito de acionamento de baixa tensão 723. O número de, pelo menos, um circuito de acionamento de alta tensão 724 é igual ao de, pelo menos, um interruptor semicondutor de energia de alta tensão. Cada um dos circuitos de acionamento de alta tensão 724 é conectado

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52/58 ao interruptor semicondutor de energia de alta tensão correspondente. Cada um dos circuitos de acionamento de alta tensão 724 é configurado para receber o sinal de controle local correspondente para emitir um sinal de acionamento para controlar ligamento e desligamento do interruptor semicondutor de energia de alta tensão correspondente. O número de, pelo menos, um circuito de acionamento de baixa tensão 723 é igual ao de, pelo menos, um interruptor semicondutor de energia de baixa tensão. Cada um dos circuitos de acionamento de baixa tensão 723 é conectado ao interruptor semicondutor de energia de baixa tensão correspondente. Cada um dos circuitos de acionamento de baixa tensão 723 é configurado para receber o sinal de controle local correspondente para emitir um sinal de acionamento, para controlar ligamento e desligamento do interruptor semicondutor de energia de baixa tensão correspondente.

[00137] Correspondentemente, como uma modalidade, conforme mostrado na Figura 22, o fornecimento de energia auxiliar 93 no sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade pode ser um conversor DC/DC, por exemplo, um circuito cervo, um circuito de impulso, um circuito flyback, um circuito LLC, ou similares. A extremidade de entrada do conversor DC/DC é conectada a duas extremidades de um capacitor de barramento DC Cb4 de qualquer dos conversores de potência de baixa tensão 7011. O capacitor de barramento DC Cb4 pode ser o capacitor de barramento DC Cb (Cb') da Figura 8, da Figura 9, da Figura 13 e da Figura 14, ou os capacitores de barramento DC Ci e C2 de Figuras 10-12. A extremidade de entrada do conversor DC/DC é conectada a duas extremidades do capacitor de barramento DC Cb (Cb'), ou a extremidade de entrada do conversor DC/DC é conectada à dita uma extremidade do capacitor de barramento DC C1 e a outra dita extremidade do capacitor de barramento DC C2. O conversor DC/DC obtém energia do capacitor de barramento DC Cb4 do conversor de potência de

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53/58 baixa tensão 7011 para adquirir a tensão de barramento DC no capacitor de barramento DC Cb4. A extremidade de saída do conversor DC/DC é conectada ao controlador local 91, para, assim, converter a tensão de barramento DC a uma tensão que fornece energia ao controlador local 91, como um 24V DC.

[00138] A Figura 23 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 23, o conversor DC/DC como o fornecimento de energia auxiliar 93, além de fornecer tensão ao controlador local 91, pode ainda ser conectada a cada circuito de acionamento de alta tensão 724 e cada circuito de acionamento de baixa tensão 723, e converter a tensão de barramento DC em uma tensão que fornece energia ao circuito de acionamento de alta tensão 724 ou ao circuito de acionamento de baixa tensão 723, como 24V DC.

[00139] Nas modalidades mostradas nas Figuras 22 e 23, a conexão do conversor de potência de alta tensão 7012 e do conversor de potência de baixa tensão 7011 em uma unidade de potência 70 podem ser intercaladas. Por exemplo, eles são conectados em uma ordem de um conversor de potência de alta tensão, um conversor de potência de baixa tensão, um conversor de potência de alta tensão, um conversor de potência de baixa tensão, e similares; ou em uma ordem de um conversor de potência de alta tensão, um conversor de potência de baixa tensão, um conversor de potência de baixa tensão, um conversor de potência de alta tensão, e similares; ou em uma ordem de um conversor de potência de alta tensão, um conversor de potência de alta tensão, um conversor de potência de baixa tensão, um conversor de potência de alta tensão, um conversor de potência de baixa tensão, e similares. Eles podem ainda ser conectados de forma que uma pluralidade de conversores de potência de baixa tensão seja conectada, então, conectada

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54/58 a um conversor de potência de alta tensão; ou uma pluralidade de conversores de potência de alta tensão são conectadas, então, conectada a um conversor de potência de baixa tensão. As modalidades da presente divulgação não limitam a forma de conexão entre, pelo menos, um conversor de potência de alta tensão e, pelo menos, um conversor de potência de baixa tensão.

[00140] Na modalidade da presente divulgação, o esquema de conectar o conversor de potência de alta tensão e o conversor de potência de baixa tensão em cada unidade de potência 70 soluciona o problema que quando apenas os conversores de potência de baixa tensão são adotados, a quantidade de grandezas de controlo tambi’e,¹^ grande, os recursos de hardware necessários são demais, o custo é muito alto e a densidade de energia é muito baixa devido a um grande número de conversores de baixa tensão. Além disso, visto que a extremidade de entrada do conversor DC/DC é conectada a duas extremidades do capacitor de barramento DC do conversor de potência de baixa tensão, a** tensão suportam o grau de lados primário e secundário do transformador do conversor DC/DC apenas precisa ser acima da tensão de barramento DC do conversor de potência de baixa tensão, que evita o problema de dificuldade na técnica de implantação.

[00141] A Figura 24 é um diagrama em blocos de um sistema de fornecimento de energia modular de acordo com outra modalidade da presente divulgação. Conforme mostrado na Figura 24, cada um dos controladores locais do sistema de fornecimento de energia modular da presente modalidade pode incluir: pelo menos, um circuito de controle de alta tensão 912, configurado para emitir um sinal de controle local ao circuito de acionamento de alta tensão correspondente 724; e, pelo menos, um circuito de controle de baixa tensão 911, configurado para emitir um sinal de controle local ao circuito de acionamento de baixa tensão correspondente 723. O circuito de controle de alta tensão 912 pode ser

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55/58 um ou more. Quando há uma pluralidade de circuitos de controle de alta tensão 912, cada circuito de controle de alta tensão 912 pode ser conectadas ao circuito de acionamento de alta tensão 724 de cada correspondente conversor de potência de alta tensão 7012, para emitir, pelo menos, um sinal de controle de alta tensão ao circuito de acionamento de alta tensão 724; de modo alternativo, um circuito de controle de alta tensão 912 pode ser conectadas ao circuitos de acionamento de alta tensão 724 da pluralidade de correspondente conversores de potência de alta tensão 7012, para emitir, pelo menos, um sinal de controle de alta tensão aos circuitos de acionamento de alta tensão correspondentes 724. Quando há um circuito de controle de alta tensão 912, o circuito de controle de alta tensão 912 é conectada ao circuito de acionamento de alta tensão 724 de cada um dos conversores de potência de alta tensão 7012, para emitir, pelo menos, um sinal de controle de alta tensão ao circuito de acionamento de alta tensão correspondente 724. O circuito de controle de baixa tensão 911 pode ser um ou more. Quando há uma pluralidade de circuitos de controle de baixa tensão 911, cada circuito de controle de baixa tensão 911 pode ser conectado ao circuito de acionamento de baixa tensão 723 de cada conversor de potência de baixa tensão correspondente 7011, para emitir, pelo menos, um sinal de controle de baixa tensão ao circuito de acionamento de baixa tensão; de modo alternativo, um circuito de controle de baixa tensão 911 pode ser conectadas ao circuitos de acionamento de baixa tensão 723 da pluralidade de correspondente conversores de potência de baixa tensão 7011, para emitir, pelo menos, um sinal de controle de baixa tensão aos circuitos de acionamento de baixa tensão correspondentes 723. Quando há um circuito de controle de baixa tensão 911, o circuito de controle de baixa tensão 911 é conectado ao circuito de acionamento de baixa tensão 723 de cada um dos conversores de potência de baixa tensão 7011, para emitir, pelo menos, um sinal de controle de baixa

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56/58 tensão ao circuito de acionamento de baixa tensão correspondente 723. O circuito de controle de alta tensão 912 é em correspondência um para um com o conversor de potência de alta tensão 7012, e o circuito de controle de baixa tensão 911 é em correspondência um para um com o conversor de potência de baixa tensão 7011. Conforme mostrado em Figura 24, um circuito de controle de alta tensão 912 pode corresponder a dois conversores de potência de alta tensão 7012, e um circuito de controle de baixa tensão 911 corresponde a dois conversores de potência de baixa tensão 7011, etc., que não são limitados nessa modalidade da presente divulgação.

[00142] Na modalidade da presente divulgação, pelo menos, um conversor de potência de alta tensão 7012 e, pelo menos, um conversor de potência de baixa tensão 7011 pode ser separadamente controlado por, pelo menos, um circuito de controle de alta tensão 912 e, pelo menos, um circuito de controle de baixa tensão 911, reduzindo assim o atraso de controle.

[00143] Certamente, em conjunto com as Figuras 22 e 24, cada um dos fornecimentos de energia auxiliares 93 pode ser configurado para obter energia do capacitor de barramento DC Cb4 do conversor de potência de baixa tensão correspondente 7011, para adquirir a tensão de barramento DC no capacitor de barramento DC Cb4. Visto que a energia é obtida do capacitor de barramento DC Cb4 do conversor de potência de baixa tensão 7011, a dificuldade em obter energia do fornecimento de energia auxiliar 93 é reduzida. O fornecimento de energia auxiliar 93 pode ser um conversor DC/DC. A extremidade de entrada do conversor DC/DC pode ser conectada às duas extremidades do capacitor de barramento DC Cb4 de qualquer conversor de potência de baixa tensão 7011, para adquirir a tensão de barramento DC do capacitor de barramento DC Cb4. A extremidade de saída do conversor DC/DC pode ser

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57/58 conectada ao circuito de controle de alta tensão 912, o circuito de controle de baixa tensão 911, o circuito de acionamento de alta tensão 724 e o circuito de acionamento de baixa tensão 723, e converter a tensão de barramento DC a uma tensão (como uma 24V DC) para fornecer energia ao controlador local 91 (ou o circuito de controle de alta tensão 912 e o circuito de controle de baixa tensão 911), o circuito de acionamento de alta tensão 724 ou o circuito de acionamento de baixa tensão 723.

[00144] A topologia dos conversores de potência 701 (7011 e 7012) na Figura 22 a Figura 24 pode ser qualquer uma da Figura 8 a Figura 14, mas não se limita a isso, que não exclui outras topologias.

[00145] Na presente divulgação, constituindo uma pluralidade de conversores de potência as uma unidade de potência e adotando um conjunto de controlador local, fibra óptica e fornecimento de energia auxiliar para controlar uma pluralidade de conversores de potência, o número de controladores locais, fibras ópticas e fornecimentos de energia auxiliares pode ser reduzido, o desenho estrutural pode ser simplificado, o custo pode ser reduzido, e a confiabilidade pode ser melhorado, muito. [00146] A presente divulgação resolve problemas que, quando módulos de unidade de energia de baixa voltagem em cascata são adotados, a quantidade de quantidades de controle é muito grande, os recursos de hardware necessários são muito altos, o custo é muito alto e a densidade de energia é muito baixa devido a um grande número de módulos da unidade de potência de baixa tensão. Além disso, desde que a extremidade de entrada de pelo menos um conversor DC-para-DC esteja conectada às duas extremidades do capacitor de barramento de baixa tensão, o grau de resistência à tensão dos lados primário e secundário do transformador do conversor DC-DC somente precisa estar acima da tensão do barramento DC de baixa tensão, o que evita o problema de dificuldade na técnica de implementação.

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58/58 [00147] A presente divulgação é aplicável a todas as topologias conectadas por conversores de potência AC/DC, DC/AC ou DC/DC, e pode ser amplamente usada.

As modalidades exemplares da presente divulgação foram, particularmente, mostradas e descritas acima. É para ser entendido que, a divulgação não está limitada aos detalhes das estruturas, disposições ou implementações específicas aqui descritas; em vez disso, a divulgação pretende abranger várias modificações e equivalentes dentro do espírito e escopo das reivindicações anexas. Deve ser ainda observado que, as formas de realização acima são meramente ilustrativas das soluções técnicas da presente divulgação, e não se destinam a ser limitativas; embora a presente divulgação tenha sido descrita em pormenor com referência às formas de realização anteriores, os versados na técnica compreenderão que as soluções técnicas descritas nas formas de realização anteriores podem ser modificadas, ou algumas ou todas as características técnicas podem ser equivalentemente substituídas; e as modificações ou substituições não se afastam do escopo das soluções técnicas das modalidades da presente divulgação.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de fornecimento de energia modular, caracterizado pelo fato de que é configurado para compreender:

um controlador principal (90), configurado para emitir um sinal de controle principal;

N controladores locais (91), em que cada um dos controladores locais (91) é configurado para receber o sinal de controle principal para emitir, pelo menos, um sinal de controle local;

N fornecimentos de energia auxiliares (93), em correspondência um para um com os N controladores locais (91), em que cada um dos fornecimentos de energia auxiliares (93) é configurado fornecer energia ao controlador local (91) correspondente; e

N unidades de potência (70), em correspondência um para um com os N controladores locais (91), em que cada uma das unidades de potência (70) compreende uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a segunda extremidade de cada uma das unidades de potência (70) é conectada à primeira extremidade de uma adjacente das unidades de potência (70), e cada uma das unidades de potência (70) é configurada para compreender M conversores de potência (701), em que cada um dos conversores de potência (701) compreende uma terceira extremidade e uma quarta extremidade, a quarta extremidade de cada um dos conversores de potência (701) é conectada à terceira extremidade de um adjacente a um dos conversores de potência (701), e a terceira extremidade do primeiro de um dos conversores de potência (701) é conectada à primeira extremidade da unidade de potência (70), a quarta extremidade de um M-ésimo um dos conversores de potência (701) é conectada à segunda extremidade da unidade de potência (70), e cada um dos conversores de potência (701) é configurado para operar de acordo com o sinal de controle local emitido pelo controlador local (91) correspondente,

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2/6 em que ambos N e M são números naturais maiores que um.

2. Sistema de fornecimento de energia modular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fornecimento de energia auxiliar (93) obtém energia de um fornecimento de energia externo (Ec); ou uma porção dos N fornecimentos de energia auxiliares (93) recebe energia de uma fornecimento de energia externa (Ec), e a outra porção dos N fornecimentos de energia auxiliares (93) recebe energia da unidade de potência (70) correspondente; ou os N fornecimentos de energia auxiliares (93) estão em correspondência um para um com as N unidades de potência (70), e cada um dos fornecimentos de energia auxiliares (93) é configurado para obter energia da unidade de potência (70) correspondente.
3. Sistema de fornecimento de energia modular, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que cada um dos fornecimentos de energia auxiliares (93) é configurado para obter energia de um capacitor de barramento DC (Cb) de qualquer um dos conversores de potência (701) ou de capacitores de barramento DC de uma pluralidade de conversores de potência (701) da unidade de potência (70) correspondente, para adquirir a tensão de barramento DC no capacitor de barramento DC (Cb).
4. Sistema de fornecimento de energia modular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos M conversores de potência (701) na unidade de potência (70) é um conversor de potência de alta tensão (7012”), pelo menos um dos M conversores de potência (701) na unidade de potência (70) é um conversor de potência de baixa tensão (7011 ”), uma tensão operacional do conversor de potência de alta tensão (7012”) é maior do que a do conversor de potência de alta tensão (7011”), cada um dos conversores de potência (701) de alta tensão compreende pelo menos um interruptor

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3/6 semicondutor de energia de alta tensão, cada um dos conversores de potência (701) de baixa tensão compreende pelo menos um interruptor semicondutor de energia de baixa tensão, e uma tensão operacional do interruptor semicondutor de energia de alta tensão é maior do que a do interruptor semicondutor de energia de baixa tensão.
5. Sistema de fornecimento de energia modular, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que cada uma das unidades de potência (70) ainda compreende pelo menos um circuito de acionamento de alta tensão (724), pelo menos um circuito de acionamento de baixa tensão (723), um número do pelo menos um circuito de acionamento de alta tensão (724) é em correspondência um para um com o pelo menos um conversor de potência de alta tensão (7012”), cada um dos circuitos de acionamento de alta tensão (724) é conectado aos interruptores semicondutores de energia de alta tensão correspondentes, e cada um dos circuitos de acionamento de alta tensão (724) é configurado para receber o sinal de controle local correspondente para emitir, pelo menos, um sinal de acionamento para controlar os interruptores semicondutores de energia de alta tensão correspondentes respectivamente; e o pelo menos um circuito de acionamento de baixa tensão (723) é em correspondência um para um com o pelo menos um conversor de potência de alta tensão (7011”), cada um dos circuitos de acionamento de baixa tensão é conectado aos interruptores semicondutores de energia de baixa tensão correspondentes, e cada um dos circuitos de acionamento de baixa tensão (723) é configurado para receber o sinal de controle local correspondente para emitir pelo menos um sinal de acionamento para controlar os interruptores semicondutores de energia de baixa tensão correspondentes respectivamente; ou um número do pelo menos um circuito de acionamento de alta tensão (724) é igual ao do pelo menos um interruptor semicondutor de energia de alta tensão, cada um dos circuitos de acionamento de alta

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4/6 tensão (724) é conectado ao interruptor semicondutor de energia de alta tensão correspondente, e cada um dos circuitos de acionamento de alta tensão (724) é configurado para receber o sinal de controle local correspondente para emitir um sinal de acionamento para controlar o interruptor semicondutor de energia de alta tensão correspondente; e um número do pelo menos um circuito de acionamento de baixa tensão (723) é igual ao do pelo menos um interruptor semicondutor de energia de baixa tensão, cada um dos circuitos de acionamento de baixa tensão é conectado ao interruptor semicondutor de energia de baixa tensão correspondente, e cada um dos circuito de acionamento de baixa tensão (723) é configurado para receber o sinal de controle local correspondente para emitir um sinal de acionamento para controlar o interruptor semicondutor de energia de baixa tensão correspondente.
6. Sistema de energia modular, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que cada um dos controladores locais (91) correspondentes compreende:

um circuito de controle de alta tensão (912), configurado para emitir o sinal de controle local ao circuito de acionamento de alta tensão (724) correspondente; e um circuito de controle de baixa tensão, configurado para emitir o sinal de controle local ao circuito de acionamento de baixa tensão (723) correspondente.
7. Sistema de fornecimento de energia modular, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que cada um dos fornecimentos de energia auxiliares (93) é configurado para obter energia de um capacitor de barramento DC de um dos conversores de potência (701) ou de capacitores de barramento DC (CB) de uma pluralidade de conversores de potência (701) da unidade de potência (70) correspondente, para adquirir uma tensão de barramento DC no capacitor de barramento DC (CB).

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8. Sistema de fornecimento de energia modular, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que cada um dos fornecimentos de energia auxiliares (93) é um conversor DC/DC, e o conversor DC/DC recebe a tensão de barramento DC no capacitor de barramento DC (CB) e converte a tensão de barramento DC em uma tensão para fornecer energia para o controlador local (91) correspondente.
9. Sistema de fornecimento de energia modular, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que cada um dos fornecimentos de energia auxiliares (93) é um conversor DC/DC, o conversor DC/DC recebe a tensão de barramento DC no capacitor de barramento DC (CB) e converte a tensão de barramento DC a uma tensão para fornecer energia para o controlador local (91) correspondente, ou o conversor DC/DC recebe a tensão de barramento DC no capacitor de barramento DC (CB) e converte a tensão de barramento DC a uma tensão para fornecer energia para o controlador local (91) correspondente, o circuito de acionamento de alta tensão (724) e o circuito de acionamento de baixa tensão (723).
10. Sistema de fornecimento de energia modular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a topologia de todos os M conversores de potência (701) em cada uma das unidades de potência (70) é qualquer tipo de um conversor de ponte completa, um conversor de meia ponte, um conversor de três níveis fixo de ponto neutro, um conversor de três níveis de fixação do diodo, um conversor de três níveis do capacitor de voo, um conversor ressonante de ponte completa e um conversor ressonante de meia ponte; ou as topologias dos M conversores de potência (701) em cada uma das unidades de potência (70) são uma combinação de dois ou mais tipos de um conversor de ponte completa, um conversor de meia ponte, um conversor de três níveis fixo de ponto neutro, um conversor

Petição 870190054416, de 13/06/2019, pág. 168/182

6/6 de três níveis de fixação do diodo, um conversor de três níveis do capacitor de voo, um conversor ressonante de ponte completa e um conversor ressonante de meia ponte.