一种功率变换器和功率变换系统的制作方法

1.本技术涉及电力电子技术领域，特别涉及一种功率变换器和功率变换系统。


背景技术：

2.目前，对于含有直流母线的功率变换器，比如电机控制器，常用的直流母线电流采样方案，只能采样直流母线电流的直流及低频分量，并不能适用于各种场合。
3.在一些大功率应用场合下，比如多台电机控制器串/并联运行的情况下，如果其直流端相连的接线设计不当，直流线缆的电感会和电机控制器的母线电容之间发生谐振，在两台或多台电机控制器之间的母线连接线上会产出频率较高且有效值远大于直流电流的谐振电流。若采用现有的母线电流采样方案，则无法识别直流母线电流中是否含有高频分量，因此，无法对上述谐振电流实现诊断和保护。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术提供一种功率变换器和功率变换系统，以实现对于直流母线电流中高频分量的识别。
5.为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
6.本技术第一方面提供了一种功率变换器，包括：主电路、电流传感器、调理电路及处理模块；其中，
7.所述主电路的直流侧与直流母线相连；所述主电路的直流侧正负极之间连接有母线电容；
8.所述电流传感器用于采集所述直流母线上的电流，并将采集得到的电流原始信号输出至所述调理电路；
9.所述调理电路用于在保留所述电流原始信号中高频成分的基础上，对所述电流原始信号进行调理，得到电流调理信号；
10.所述处理模块用于：对所述电流调理信号进行采样，和，对采样结果进行高频分量的提取及计算；采样和提取的频率分别大于等于所述功率变换器的最高开关频率的两倍。
11.可选的，所述处理模块，包括：采样单元和信号处理单元；其中，
12.所述采样单元用于以第一预设频率对所述电流调理信号进行采样，得到电流采样信号作为所述采样结果；所述第一预设频率大于等于所述最高开关频率的两倍；
13.所述信号处理单元用于以第二预设频率对所述电流采样信号进行所述高频分量的提取，并计算所述高频分量的有效值；所述第二预设频率大于等于所述最高开关频率的两倍。
14.可选的，所述高频分量，包括：所述电流采样信号中，频率大于或等于所述功率变换器的开关频率的谐波分量。
15.可选的，所述信号处理单元，包括：第一低通滤波器、第二低通滤波器、减法模块及计算模块；其中，
16.所述第一低通滤波器与所述第二低通滤波器的截止频率不同；
17.所述减法模块用于计算所述第一低通滤波器与所述第二低通滤波器的输出信号之差，得到电流高频信号；
18.所述计算模块用于计算所述电流高频信号的有效值。
19.可选的，所述第一低通滤波器的截止频率大于所述最高开关频率；
20.所述第二低通滤波器的截止频率小于所述最高开关频率；
21.所述减法模块用于以所述第一低通滤波器的输出信号，减去所述第二低通滤波器的输出信号，得到所述电流高频信号。
22.可选的，所述处理模块，还包括：诊断单元，用于判断所述高频分量的有效值是否超过预设限值，若所述高频分量的有效值超过所述预设限值，则输出故障信号。
23.可选的，所述预设限值，小于等于所述主电路能够承受的直流母线电流高频谐波含量的最高值。
24.可选的，所述处理模块为：微控制单元mcu，或者，数字信号处理器dsp。
25.可选的，所述采样单元集成于mcu或者dsp中；所述处理模块包括诊断单元时，所述诊断单元集成于所述mcu或者所述dsp中；
26.所述信号处理单元，为独立于所述mcu或者所述dsp的硬件模拟电路。
27.可选的，所述电流传感器：霍尔传感器，或者，采样电阻；
28.和/或，
29.所述调理电路为低通滤波器，且其截止频率大于所述最高开关频率。
30.可选的，还包括：另外至少一个所述主电路及其所述母线电容；
31.各所述主电路的直流侧，串联连接或者并联连接后，与所述直流母线相连；
32.各所述主电路均受控于所述处理模块。
33.可选的，所述直流母线用于连接动力电池，所述主电路的交流侧用于连接电机。
34.可选的，所述主电路为三相全桥逆变拓扑。
35.本技术第二方面提供了一种功率变换系统，包括：至少两个功率变换设备；其中，
36.各所述功率变换设备的直流侧，串联连接或者并联连接后，与直流母线相连；
37.至少其中一个所述功率变换设备，为如上述第一方面任一种所述的功率变换器。
38.可选的，一个所述功率变换设备，为所述功率变换器；
39.其它所述功率变换设备，包括：主电路，连接于所述主电路直流侧正负极之间的母线电容，以及，控制所述主电路运行的处理模块。
40.本技术提供的功率变换器，通过电流传感器采集直流母线上的电流，并将采集得到的电流原始信号输出至调理电路；由调理电路在保留该电流原始信号中高频成分的基础上，对该电流原始信号进行调理，得到电流调理信号，进而保证该电流调理信号中含有高频成分；然后由处理模块对该电流调理信号进行采样，以及对于采样结果中高频分量的提取及计算；而且，采样和提取的频率分别大于等于该功率变换器的最高开关频率的两倍，因此，能够保证采样、提取及计算环节的对象中均包括相应的高频分量，进而实现对于高频分量的识别，使后续可以进一步进行相应的诊断和保护。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
42.图1为本技术实施例提供的功率变换器的结构示意图；
43.图2为本技术实施例提供的功率变换器的另一结构示意图；
44.图3为本技术实施例提供的功率变换器中多个主电路直流侧并联时形成的谐振电流环路的示意图；
45.图4为本技术实施例提供的功率变换器的一种具体结构示意图；
46.图5为本技术实施例提供的功率变换器中信号处理单元的具体结构示意图；
47.图6为本技术实施例提供的功率变换系统的结构示意图。
具体实施方式
48.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
50.对于直流母线电流的采样，现有技术中有一种方案是：通过三相电流传感器采集功率变换器交流侧的三相电流，将采样信号经过低通滤波后，送入信号处理单元，然后通过三相电流、三相占空比同母线电流之间的数学关系，估算出流入直流母线的母线电流。由于该方案采用的数学模型假设直流母线上所有的谐波电流均被直流母线正负极之间的母线电容所吸收，因此计算出来的结果只有直流母线电流的直流成分，不包含任何交流成分。
51.现有技术中还存在另外一种方案是：在直流母线出线端安装直流母线电流传感器，采集直流母线电流；传感器输出的采样信号经过低通滤波后，送入信号处理单元，由该信号处理单元以常用的采样处理频率对母线电流信号进行处理、诊断及上传。由于经过了低通滤波和该信号处理单元采样处理频率的限制，该方案只能检测到直流母线电流的直流及低频分量，无法检测到其高频分量。
52.因此，本技术提供一种功率变换器，以实现对于直流母线电流中高频分量的识别。
53.参见图1或图2，该功率变换器，包括：主电路10、电流传感器21、调理电路22及处理模块23；其中：
54.主电路10的直流侧与直流母线相连，主电路10的直流侧正负极之间连接有母线电容。实际应用中，该功率变换器可以仅包括一个主电路10(如图1所示)，也可以包括多个主电路10(图2中以两个为例进行展示)，均在本技术的保护范围内。当该功率变换器包括多个
主电路10时，各主电路10的直流侧正负极之间分别设置有相应的母线电容；而且，各主电路10的直流侧，可以串联连接(未进行图示)，或者，也可以并联连接(如图2所示)，各主电路10的直流侧串联连接或者并联连接后再与直流母线相连；各主电路10均受控于处理模块23。
55.该主电路10的具体结构不做限定，图1至图3中均以三相全桥逆变拓扑为例进行展示，此时，该功率变换器可以作为电机控制器，其直流母线用于连接动力电池，而主电路10的交流侧用于连接电机(如图3中所示的m1或m2)。电机控制器需要对流经直流母线的电流进行采样，并且对采样结果进行处理诊断，上传到上一级控制器，比如整车控制器或者变速器控制器，以用于相关的控制或者诊断；尤其是多台电机控制器并联应用时，如图3所示的双电机控制器并联动力系统，需要检测两个电机控制器的直流侧是否出现较大的谐振电流(如图3中带箭头的虚线所示)。实际应用中，该主电路10的具体结构也可以为其它形式，只要其直流侧正负极之间连接有母线电容，且需要采样其所接直流母线上的电流以进行后续控制或诊断，均在本技术的保护范围内。
56.电流传感器21用于采集直流母线上的电流，并将采集得到的电流原始信号输出至调理电路22；该电流原始采样信号中包含各频率的电流信号。实际应用中，该电流传感器21可以采用霍尔传感器或者采样电阻，但并不仅限于此。需要说明的是，当多台电机控制器并联应用时，若存在至少一个主电路10直流侧正负极之间的母线电容是设置于直流母线正负极之间的，则电流传感器21所采集的直流母线上的电流，具体指的是图3中所示谐振电流环路中的电流，比如图2中所示各母线电容左侧、实现并联连接的线路上的电流。
57.调理电路22用于在保留电流原始信号中高频成分的基础上，对电流原始信号进行调理，得到电流调理信号；实际应用中，该调理电路22可以是低通滤波器，但要求其截止频率大于该功率变换器的最高开关频率，以保证能够保留该电流原始信号中的高频成分，比如保留该功率变换器开关频率附近的高频成分。当该功率变换器为电机控制器时，该最高开关频率具体是指系统中电机控制的最高开关频率，比如电机控制开关频率。
58.该处理模块23用于：对该电流调理信号进行采样，和，对采样结果进行高频分量的提取及计算；而且，采样的频率大于等于功率变换器的最高开关频率的两倍，可以保证高频分量能够得到采样；提取的频率也大于等于功率变换器的最高开关频率的两倍，能够保证高频含量的有效处理。
59.本技术提供的该功率变换器，通过电流传感器21采集直流母线上的电流，并将采集得到的电流原始信号输出至调理电路22；由调理电路22在保留该电流原始信号中高频成分的基础上，对该电流原始信号进行调理，得到电流调理信号，进而保证该电流调理信号中含有高频成分；然后由处理模块23对该电流调理信号进行采样，以及对于采样结果中高频分量的提取及计算；而且，由于采样和提取的频率分别大于等于功率变换器的最高开关频率的两倍，因此，能够保证采样、提取及计算环节的对象中均包括相应的高频分量，进而实现对于高频分量的识别，使后续可以进一步进行相应的诊断和保护。
60.需要说明的是，在单台功率变换器的应用场合下，其可以采用上述识别原理实现对于直流母线电流中高频分量的采样；或者，以电机控制器为例进行说明，在单台电机控制器的应用场合下，由于电机控制器的直流输入端连接到动力电池，主电路10中开关管产生的电流纹波几乎全部被母线电容吸收，因此，也可以采用现有技术方案，只采样直流母线电流的直流及低频分量；视其具体应用环境而定即可，此处不做限定。
61.但是，对于一些大功率应用场合，比如重卡等大功率应用场合，经常会出现多台电机控制器串/并联运行的情况，也即包含多个主电路10的情况。在该情况下，如果直流端相连的接线设计不当，直流线缆的电感会和电机控制器的母线电容之间发生谐振，在两台或多台电机控制器之间的母线连接线上会产出频率较高且有效值远大于直流电流的谐振电流。图3所示为典型的双电机控制器并联动力系统，其电机控制器1和电机控制器2通过直流线缆直接连接，如果连接设计不合理，电机控制器1的母线电容、直流线缆的电感及电机控制器2的母线电容会产生谐振，在如图3所示的谐振电流环路中产生谐振电流。该谐振电流频率为开关频率附近，一般为2khz～10khz，其有效值可以达到数倍于直流电流。这样的电流会导致直流线缆过热，端子过热，引发屏蔽层烧毁，相关器件热失效等失效，导致整车失去动力。若采用现有技术中的母线电流采样方案，则只能对直流母线电流中的直流和低频分量进行采集，而无法识别直流母线电流中是否含有高频分量，因此，无法对该谐振电流实现诊断和保护。而采用本实施例中所述的识别原理时，则可以通过提取该开关频率附近的高频分量，通过后续处理来实现对于该谐振电流的诊断，避免上述失效情况发生，提高安全性。
62.在上一实施例的基础之上，本实施例对于该功率变换器中处理模块23的具体结构给出了一种示例，参见图4(以在图2的基础上为例进行展示)，其具体可以包括：采样单元231和信号处理单元232；其中，采样单元231用于以第一预设频率对电流调理信号进行采样，得到电流采样信号作为采样结果；信号处理单元232用于以第二预设频率对电流采样信号进行高频分量的提取，并计算高频分量的有效值。
63.该第一预设频率大于等于该功率变换器的最高开关频率的两倍，该第二预设频率也大于等于该功率变换器的最高开关频率的两倍，实际应用中，两者可以相同也可以不同，视其具体应用环境而定即可，均在本技术的保护范围内。
64.另外，该高频分量可以包括：电流采样信号中，频率大于或等于功率变换器的开关频率的谐波分量；此时，即可实现对于多机并联应用时的谐振电流检测；而且，该高频分量中所包含的频率，并不仅限于该开关频率，其也可以进一步包括该开关频率附近的多个频率，以确保能够实现对于该谐振电流的检测。
65.实际应用中，完成对于该高频分量的识别之后，可以由上一级控制器来实现诊断，也可以由该处理模块23在高频分量超限时输出故障信号；此时，该处理模块23还包括图4中所示的诊断单元233，该诊断单元233用于判断该高频分量的有效值是否超过预设限值，若该高频分量的有效值超过预设限值，则输出故障信号。
66.参见图4，处理模块23具体的工作过程为：通过电流传感器21采集直流母线电流，得到直流母线的电流原始采样信号，该电流原始采样信号中包含各频率的电流信号。该电流原始采样信号通过调理电路22调理后得到电流调理信号。调理电路22能够保留该电流原始采样信号中开关频率附近的高频谐振电流成分，具体可以通过截止频率大于上述最高开关频率的低通滤波器进行实现。然后，该电流调理信号送入采样单元231进行采样，采样单元231的采样频率为该最高开关频率的两倍或两倍以上，以保证开关频率附近的高频信号能够得到采样。采样单元231一般为数模转换器或其它类似转换器。采样后的电流采样信号通过信号处理单元232得到该开关频率所对应的高频含量的有效值或包含该有效值信息的信号。信号处理单元232的运行频率为该最高开关频率的两倍或两倍以上，并且在此运行频
率下完成对电流采样信号中开关频率附近高频交流成分的提取，得到直流母线电流中的高频谐波含量信号。通过该信号传入到诊断单元233可以对直流母线是否存在过高的高频谐振电流进行诊断，如果存在过高的高频谐振电流则通过输出故障信号，触发保护或者告警。
67.实际应用中，该信号处理单元232，具体可以如图5中所示，包括：第一低通滤波器301、第二低通滤波器302、减法模块303及计算模块304；其中，两个低通滤波器的截止频率不同，具体可以设置该第一低通滤波器301的截止频率大于该最高开关频率，第二低通滤波器302的截止频率小于该最高开关频率；该减法模块303用于计算两个低通滤波器的输出信号之差，具体可以是计算该第一低通滤波器301的输出信号减去该第二低通滤波器302的输出信号之差，得到电流高频信号；该计算模块304用于计算该电流高频信号的有效值，也即上述高频分量的有效值。
68.当该电流采样信号进入信号处理单元232后，分别送入第一低通滤波器301和第二低通滤波器302。由于两个低通滤波器的截止频率设置不同，将第一低通滤波器301的输出信号和第二低通滤波器302的输出信号相减，得到的电流高频信号中包含相应频率附近的谐波分量；比如，当该第一低通滤波器301的截止频率大于该最高开关频率，而第二低通滤波器302的截止频率小于该最高开关频率时，两者的输出信号相减，得到的电流高频信号中即可包含该开关频率附近的谐波分量。将该电流高频信号经过有效值计算模块304，计算得到该电流高频信号的有效值，以电流高频谐波含量信号的形式传输至诊断单元233。为了保证计算的实现，信号处理单元232的运行频率需要高于两倍的电机控制开关频率。
69.需要说明的是，该处理模块23中的各单元，可以均集成于处理器中，比如mcu(microcontroller unit，微控制单元)中，或者，dsp(digital signal processing，数字信号处理器)中。或者，也可以设置：该采样单元231是集成于mcu或者dsp中的，在该处理模块23包括诊断单元233时该诊断单元233也是集成于mcu或者dsp中的，而该信号处理单元232采用独立于mcu或者dsp的硬件模拟电路来实现。视其具体应用环境而定即可，均在本技术的包含范围内。
70.另外，诊断单元233在判断该电流高频信号的有效值是否超过预设限值时，该预设限值可以设置为：小于等于主电路10能够承受的直流母线电流高频谐波含量的最高值。也即，以电机控制器为例进行说明，可以根据电机控制器的规格确定能承受的直流母线电流高频谐波含量的最高值，而且，实际应用中，可以直接以该最高值作为该预设限值，也可以考虑一定裕量，设置一个略小于该最高值的数值作为该预设限值；然后，将实际的直流母线电流高频谐波含量信号，具体是上述高频分量的有效值，与该预设限值进行比较；如果该高频分量的有效值超过该预设限值，则生成故障信号，进而根据预设故障策略进行报故障或者告警；如果该高频分量的有效值没有超过该预设限值，则该电机控制器可以正常运行。
71.本实施例中，面对多电机控制器并联动力系统中有可能存在的直流母线谐振问题，通过对于图5中两个低通滤波器的截止频率设置，可以实现对于谐振电流的诊断和保护；而且，可以借助设置中原有的电流传感器，而无需增加额外的传感器，成本增加较低。
72.在上述实施例的基础之上，需要说明的是，当存在至少两个主电路时，这些主电路可以受控于同一处理模块，也即，在一个功率变换器中，通过一个处理模块实现对于多个直流侧串/并联连接的主电路的控制，以及上述对于直流母线电流中高频分量的识别功能；或者，这些主电路也可以分别受控于相应的处理模块，此时，一个主电路与其处理模块处于同
一功率变换设备中，而且，存在至少一个功率变换设备中的处理模块能够实现上述对于直流母线电流中高频分量的识别功能即可。
73.因此，本技术另一实施例还提供一种功率变换系统，包括：至少两个功率变换设备(图6中以两个为例进行展示)；其中，各功率变换设备的直流侧，串联连接(未进行图示)或者并联连接(如图6中所示)后，与直流母线相连。
74.具体的，参见图6，各功率变换设备中分别至少包括：主电路10，连接于主电路10直流侧正负极之间的母线电容，以及，控制主电路10运行的处理模块(如图中所示的23或24)。
75.并且，其中至少一个功率变换设备，比如仅一个功率变换设备(如图6中所示)，为上述任一实施例所示的功率变换器；与其它功率变换设备所不同的是，其不仅包括：主电路10，连接于主电路10直流侧正负极之间的母线电容，以及，控制主电路10运行的处理模块23，还包括：电流传感器21和调理电路22；而且，该处理模块23不同其它处理模块24，还至少能够实现上述对于直流母线电流中高频分量的识别功能；该功率变换器的结构和工作原理，参见上述实施例即可，此处不再一一赘述。
76.各功率变换设备均为电机控制器时，该功率变换系统即为多电机控制器动力系统，比如图6所示的双机并联系统，其直流母线用于连接动力电池，各主电路10的交流侧分别用于连接相应的电机m1或m2。对于该系统，由其功率变换器来执行以下过程：通过电流传感器21采集直流母线电流，并且通过调理电路22处理后送入处理模块23，由采样单元231进行采样。调理电路22的截止频率大于系统中的最高开关频率，保证开关频率附近的高频信号能够得到采样。采样单元231的采样频率为该最高开关频率的两倍或两倍以上，这样保证开关频率附近的高频信号能够得到采样。采样后的母线采样信号通过信号处理单元232得到开关频率的高频信号有效值或包含该有效值信息的信号。信号处理单元232的运行频率为该最高开关频率的两倍或两倍以上，保证高频信号的有效处理。通过该信号传入到诊断单元233可以对直流母线是否存在过高的谐振电流进行诊断，如果存在过高的高频谐振电流则可以触发保护或者告警。
77.通过上述对于直流母线电流的采样和诊断，可以在多机并联系统中实现对于直流母线谐振现象的识别和保护。改变信号处理单元232的运行频率，还可以实现对于其它频率谐波的识别，视其具体应用环境的需要而定即可，均在本技术的保护范围内。
78.本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
79.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业
技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
80.对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种功率变换器，其特征在于，包括：主电路、电流传感器、调理电路及处理模块；其中，所述主电路的直流侧与直流母线相连；所述主电路的直流侧正负极之间连接有母线电容；所述电流传感器用于采集所述直流母线上的电流，并将采集得到的电流原始信号输出至所述调理电路；所述调理电路用于在保留所述电流原始信号中高频成分的基础上，对所述电流原始信号进行调理，得到电流调理信号；所述处理模块用于：对所述电流调理信号进行采样，和，对采样结果进行高频分量的提取及计算；采样和提取的频率分别大于等于所述功率变换器的最高开关频率的两倍。2.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述处理模块，包括：采样单元和信号处理单元；其中，所述采样单元用于以第一预设频率对所述电流调理信号进行采样，得到电流采样信号作为所述采样结果；所述第一预设频率大于等于所述最高开关频率的两倍；所述信号处理单元用于以第二预设频率对所述电流采样信号进行所述高频分量的提取，并计算所述高频分量的有效值；所述第二预设频率大于等于所述最高开关频率的两倍。3.根据权利要求2所述的功率变换器，其特征在于，所述高频分量，包括：所述电流采样信号中，频率大于或等于所述功率变换器的开关频率的谐波分量。4.根据权利要求2所述的功率变换器，其特征在于，所述信号处理单元，包括：第一低通滤波器、第二低通滤波器、减法模块及计算模块；其中，所述第一低通滤波器与所述第二低通滤波器的截止频率不同；所述减法模块用于计算所述第一低通滤波器与所述第二低通滤波器的输出信号之差，得到电流高频信号；所述计算模块用于计算所述电流高频信号的有效值。5.根据权利要求4所述的功率变换器，其特征在于，所述第一低通滤波器的截止频率大于所述最高开关频率；所述第二低通滤波器的截止频率小于所述最高开关频率；所述减法模块用于以所述第一低通滤波器的输出信号，减去所述第二低通滤波器的输出信号，得到所述电流高频信号。6.根据权利要求2所述的功率变换器，其特征在于，所述处理模块，还包括：诊断单元，用于判断所述高频分量的有效值是否超过预设限值，若所述高频分量的有效值超过所述预设限值，则输出故障信号。7.根据权利要求6所述的功率变换器，其特征在于，所述预设限值，小于等于所述主电路能够承受的直流母线电流高频谐波含量的最高值。8.根据权利要求1至7任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述处理模块为：微控制单元mcu，或者，数字信号处理器dsp。9.根据权利要求2至7任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述采样单元集成于mcu或者dsp中；所述处理模块包括诊断单元时，所述诊断单元集成于所述mcu或者所述dsp中；所述信号处理单元，为独立于所述mcu或者所述dsp的硬件模拟电路。
10.根据权利要求1至7任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述电流传感器为：霍尔传感器，或者，采样电阻；和/或，所述调理电路为低通滤波器，且其截止频率大于所述最高开关频率。11.根据权利要求1至7任一项所述的功率变换器，其特征在于，还包括：另外至少一个所述主电路及其所述母线电容；各所述主电路的直流侧，串联连接或者并联连接后，与所述直流母线相连；各所述主电路均受控于所述处理模块。12.根据权利要求1至7任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述直流母线用于连接动力电池，所述主电路的交流侧用于连接电机。13.根据权利要求1至7任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述主电路为三相全桥逆变拓扑。14.一种功率变换系统，其特征在于，包括：至少两个功率变换设备；其中，各所述功率变换设备的直流侧，串联连接或者并联连接后，与直流母线相连；至少其中一个所述功率变换设备，为如权利要求1至13任一项所述的功率变换器。15.根据权利要求14所述的功率变换系统，其特征在于，一个所述功率变换设备，为所述功率变换器；其它所述功率变换设备，包括：主电路，连接于所述主电路直流侧正负极之间的母线电容，以及，控制所述主电路运行的处理模块。

技术总结
本申请提供一种功率变换器和功率变换系统，该功率变换器，通过电流传感器采集直流母线上的电流，并将采集得到的电流原始信号输出至调理电路；由调理电路在保留该电流原始信号中高频成分的基础上，对该电流原始信号进行调理，得到电流调理信号，进而保证该电流调理信号中含有高频成分；然后由处理模块对该电流调理信号进行采样，以及对于采样结果中高频分量的提取及计算；而且，采样和提取的频率分别大于等于该功率变换器的最高开关频率的两倍，因此，能够保证采样、提取及计算环节的对象中均包括相应的高频分量，进而实现对于高频分量的识别，使后续可以进一步进行相应的诊断和保护。护。护。


技术研发人员：陈文杰 曹朋朋 余方林 杜恩利 王辉
受保护的技术使用者：合肥阳光电动力科技有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/9/20