[实用新型]一种新型三端口隔离型双极直流变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流变换器，具体涉及一种新型三端口隔离型双极直流变换器。

背景技术

直流供电系统中的直流配电将整流输出的直流和蓄电池组输出的直流汇接成不间断的直流输出母线后，再分接为各种容量的负载供电支路，传入相应熔断器或负荷开关后向负载供电。

与传统的交流配电网比，直流配电网具有以下优点：

①：电能变换中的交流环节减小了，减少系统元件数的同时，也降低了变流器损耗；不存在涡流损耗和无功功率，降低线路损耗；

②：便于分布式电源与负载连接；

③：提高电能质量与供电可靠性；

④：提供更为经济的照明选择。

现有直流配电网包括两线制、三线制(双极)和五线制；其中由于双极系统具备单极运行能力，降低线路耐压，便于负载接入电压选择等优点而受到广泛关注。将多个双极直流系统互联将有助于降低系统中总储能装置容量、提高供电可靠性；因此需要提供一种具有多端的双极直流变换器。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种新型三端口隔离型双极直流变换器，所述变换器包括分别接入中频变压器三相绕组的变换器单元电路；

所述变换器单元电路包括全桥逆变电路、稳压电容和电抗器；所述全桥逆变电路中同向连接的电力电子器件的连接点分别与变压器绕组的两端连接；所述全桥逆变电路中反向连接的电力电子器件的连接点依次通过电抗器和稳压电容与同一个同向连接的电力电子器件的连接点相连，所述连接点接地。

优选的，所述全桥逆变电路中反向连接的电力电子器件的连接点通过电容相连；所述电容用于双极直流系统之间的容量汇集和交换；

优选的，所述电抗器、稳压电容和所述全桥逆变电路中连接点接地的相邻电力电子器件构成电压均衡电路，用于均衡所述变换器的输出电压；

优选的，所述全桥逆变电路中反向连接的电力电子器件的导通占空比相同；

优选的，所述全桥逆变电路中同向连接的电力电子器件的载波相位相同；反向连接的电力电子器件的载波相位相差180°。

与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是：

1、本发明技术方案中，不需设置额外电压平衡器，通过电压均衡电路保证双极直流系统的电压均衡，使得电路结构更加简单；

2、本发明提供了一种新型三端口隔离型双极直流变换器，能够保证变换器的输入端与输出端的电流连续，适用于较大功率的场合，且能够实现双极直流系统单极运行；

3、本发明所提出的三端口隔离型双极直流变换器通过实现开关元件、直流电容的共用，有效减小了电路中元件总数，提高了电路功率密度。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是：双向隔离三端变换器结构图；

图2是：本发明实施例中新型三端口隔离型双极直流变换器的单元电路图；

图3是：图2所示单元电路的特征波形图；

图4是：本发明实施例中新型三端口隔离型双极直流变换器结构图；

图5是：本发明实施例中变压器绕组星型连接时直流变换器等效电路图；

图6是：本发明实施例中直流变换器等效为变压器绕组角型连接时电路图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1示出了一种双向隔离三端变换器结构图，适用于单极直流系统，因此为实现三端双极直流系统，需要将两个如图1所示的变换器进行镜像拼接组成；同时需要通过设置电压平衡器使得双极直流系统之间进行功率交互，这样会致使：

①：变换器中所述电子器件的数量均会大量增加：

②：每个双极系统单独设置一个电压均衡器，这时电压均衡器容量将按照单极侧容量设计。而大多数情况下，电压均衡器将工作在轻载工况；

③：将多个电压均衡器分别靠近负载点与电源点放置，则会使得直流配电网控制与结构更为复杂；而为实现多个双极系统之间互联，变换器结构将更为复杂。

如4示出了本发明提供的一种采用如图2所示的单元电路的直流变换器，克服了上述现有技术中的技术问题；

三个变换器单元电分别接入中频变压器T_r的对应三个绕组；