[发明专利]一种全方位软开关的交直流混合能量路由器

权利要求书

1.一种全方位软开关的交直流混合能量路由器，其特征在于：该路由器包括三相双向整流单元、双有源全桥变换单元、全方位零电压软开关单元、交错并联Boost单元、四开关Buck-Boost单元、单相全桥双向逆变单元、高压直流母线、低压直流母线、采样电路、电压采样、DSP控制板、驱动电路和电源电路；

三相双向整流单元的输入端接入10KV配电网，三相双向整流单元的输出端连接高压直流母线，双有源全桥变换单元连接高压直流母线，全方位零电压软开关单元作用在双有源全桥变换单元，双有源全桥变换单元的输出端分别连接400V低压直流母线，单相全桥双向逆变单元的输入端连接400V低压直流母线，交错并联Boost单元、四开关Buck-Boost单元的输出端分别连接至400V低压直流母线，分布式发电设备连接交错并联Boost输入端，储能设备连接四开关Buck-Boost单元的输入端；

DSP控制板通过驱动电路连接双有源全桥变换单元、交错并联Boost单元、四开关Buck-Boost单元和单相全桥双向逆变单元；双有源全桥变换单元连接高压直流母线和低压直流母线,高压直流母线和低压直流母线均通过采样电路连接至DSP控制板，辅助电源连接只驱动电路、DSP控制板和采样电路；

所述的全方位零电压软开关双有源全桥变换单元，包括高频逆变模块、高频变压器模块、整流输出模块和软开关模块，它的工作模态分为14个，其中正反向各7个模态，并且相同；

模态1：在这种模态下，能量被传送至负载端，高频变压器的原边电流流经开关S1，电感L_lk，高频变压器和电感Lm，开关S4，最终流入地线；高频变压器的副边电流流经开关管S5谐振开关Q1电感L₀，负载，二极管S6最终流入地线；

模态2；在这种模态下，能量被传送至负载端，高频变压器的原边电流流经开关S1，电感L_lk，高频变压器和电感Lm，开关S4，最终流入地线；高频变压器的副边电流流经开关管S5，谐振软开关单元中的Q1的电容和电容C、二极管D6，电感L₀，负载，二极管S6最终流入地线

模态3：在这种模态下，能量被传送至负载端，高频变压器的原边电流流经开关S1，电感L_lk，高频变压器和电感Lm，开关S4，最终流入地线；高频变压器的副边电流流经开关管S5，电容C，二极管D5，D6，电感L₀，负载，二极管S6最终流入地线

模态4：在这种模态下，只有微小的磁化电流流经开关管S1，电感L_lk，电感L_m，开关管S4，高频变压器的原边，从而实现了主开关的零电流的开关；在高频变压器的副边，二极管D5，D6，电感L0，形成闭环回路；

模态5：在这种模态下，高频变压器原边开关管S1和S4关闭，磁化电流流经S1和S4的电容，同时通过电感Llk，电感Lm，开关管S2和S3的二极管和电容形成回路；高频变压器副边，二极管D5，D6，电感L0，形成闭环回路；

模态6：在这种模态下，高频变压器原边开关管S2和S3打开，电流流经电感Lik和电感Lm；高频变压器的副边，电流流经开关管Q1，电感L0，电容C0，二极管D5，电容C形成闭环回路；

模态7：在这种模态下，高频变压器原边开关S2和S3打开，电流流经电感Llk，电感Lm和高频变压器；在高频变压器副边开关管S6、S7和开关管Q1打开，电流同时流经电容C和二极管D5。

2.根据权利要求1所述的一种全方位软开关的交直流混合能量路由器，其特征在于：所述的三相双向整流单元、双有源全桥变换单元、全方位零电压软开关单元、四开关Buck-Boost单元和单相全桥双向逆变单元均有正向导通、逆向导通和不导通三种能量流动工作模式，其中，能量从输入端流向输出端为正向导通，能量从输出端流向输入端为逆向导通，没有能量流经为不导通，根据各单元能量流动工作模式不同，形成应用于能源互联网的能源路由器装置的不同工作模式。