[发明专利]一种驱动直流或交流负载的隔离式功率变换器的拓扑结构

说明书

本发明公开了一种驱动直流或交流负载的隔离式功率变换器的拓扑结构，包括直流电源或直流母线，在直流电源或直流母线上电连接有主DC/AC直流‑交流变换器，在主DC/AC直流‑交流变换器的输出端连接有包含一个原边绕组和N个副边绕组的分布式变压器，分布式变压器的每一个副边绕组的输出端连接有一个AC/DC交流直流变换器，在N‑1个AC/DC交流直流变换器的每一个输出端均通过一个副DC/AC直流‑交流变换器连接一个交流负载，在剩余一个AC/DC交流直流变换器的输出端直接连接有直流负载，最终实现对交流负载或直流负载进行单独供电的拓扑结构。本发明实现一个母线同时给交流负载或/和直流负载单独隔离式进行供电。

技术领域

本发明涉及一种电力电子功率变换器的技术领域，具体为一种驱动直流或交流负载的隔离式功率变换器的拓扑结构。

背景技术

电力电子变换器在航空、汽车、工业等领域具有广泛应用。在传统DC直流驱动多负载的系统中，各个负载的DC-AC（直流-交流）功率变换器都共同连接在同一套DC母线以及同一个输出转换器上，最终导致后期给直流负载或交流负载供电时，均存在以下几个问题：

1、安全性较低，任一一个直流负载或任一直流负载的功率变换器或任一一个交流负载或任一交流负载发生故障，如：短路或烧毁时，容易导致整个系统烧毁或故障；

2、容易产生系统谐波，任一一个直流负载或任一直流负载的功率变换器或任一一个交流负载或任一交流负载所产生的谐波会反应到整个系统里，造成系统谐波，同时不同直流负载或交流负载的谐波也可与系统谐波相互叠加造成整个系统的效率下降；

3、任一负载能量反馈时直接作用在了直流母线上，对电源及其他负载的功率变换器造成冲击，造成电源及的损坏而且整个调压相对困难；

4、无法实现同一个母线可同时单独控制交流负载或直流负载的功能，导致使用效果差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种驱动直流或交流负载的隔离式功率变换器的拓扑结构，其结构简单，安全可靠的新型电力电子功率变换器拓扑结构，使多负载电力电子功率变换器系统在航空等专业领域的应用更加安全，可靠。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种驱动直流或交流负载的隔离式功率变换器的拓扑结构，包括直流电源或直流母线，在直流电源或直流母线上电连接有将直流电源或直流母线输送过来的直流电压转换成交流电的主DC/AC直流-交流变换器，在主DC/AC直流-交流变换器的输出端连接有包含一个原边绕组和N个副边绕组的分布式变压器，所述分布式变压器的原边绕组与主DC/AC直流-交流变换器的输出端进行连接，所述分布式变压器的每一个副边绕组的输出端连接有能够将对应一个副边绕组输出过来的交流电转换成直流电的AC/DC交流直流变换器，在N-1个AC/DC交流直流变换器的每一个输出端均连接有一个将对应一个AC/DC交流直流变换器输出过来的直流电再转换成交流电的副DC/AC直流-交流变换器，副DC/AC直流-交流变换器与AC/DC交流直流变换器构成背靠背式变换器，且每一个副DC/AC直流-交流变换器的输出连接有一个交流负载，在剩余一个AC/DC交流直流变换器的输出端直接连接有直流负载，实现直流电源或直流母线先通过主DC/AC直流-交流变换器转换成交流电，再经过分布式变压器实现将交流电分布式地分配给不同的AC/DC交流直流变换器进行调节与控制后，其中一路直接给直流负载供电，其他几路均通过一个副DC/AC直流-交流变换器进行调节与控制后给交流负载供电，最终实现对交流负载或直流负载进行单独供电的拓扑结构，所述的N≧2。

进一步，方便单独调节，每一个副边绕组的匝数能够根据需要调节，最终实现独立调节各个负载的电压。

进一步，所述主DC/AC直流-交流变换器、副DC/AC直流-交流变换器和AC/DC交流直流变换器均包括6个功率管，且功率管的开关控制由上层控制电路提供。

进一步，所述的功率管为IGBT或Mosfet或碳化硅或氮化镓功率器件。