[发明专利]一种多级单元通讯同步的电力电子变压器

说明书

本发明涉及一种多级单元通讯同步的电力电子变压器，每个单元具有高频变压器，以及高频变压器的原边电路和副边电路，以及：一个主控制器、N个原边控制器和N个副边控制器；每个单元对应一个原边控制器和一个副边控制器，原边控制器用于与原边电路进行交互和控制，副边控制器用于与副边电路进行交互和控制；所述主控制器与原边控制器之间设有串行通讯通道，原边控制器与副边控制器之间也设有串行通讯通道；所述串行通讯通道为光纤通道。本发明能够减少光纤和光纤接口数据，以及主控制器的资源消耗，降低了成本。并且结合软件实现各级单元之间的数据收发的同步和原/副边PWM控制的同步。

技术领域

本发明涉及电力电子变压器领域，特别是一种能够实现多级单元通讯同步的电力电子变压器。

背景技术

随着分布式电源在全国的铺设搭建，对电网在接入分布式能源的端口多样性、能量流向可控性等方面提出了更高要求。

电力电子变压器是一种利用全控型变换器和高频变压器构成，能实现电压变换、电气隔离、能量流向控制，并提供多端口方便分布式能源、储能装置等接入。目前电力电子变压器常在中、高压大功率的应用场合，因此一般需要多级DC/DC模块级联满足大电压、大功率的需求。其中DC/DC模块的主要构型包括：DAB变换器、Boost+DAB变换器、LLC谐振变换器等。

如图1所示，为一种基于Boost+DAB单元搭建而成的电力电子变压器。为了应用于中、高压场合(10kV以上)，而开关器件的耐压能力有限，其输入端需要多级单元级联，同时输出端依靠多级单元并联保证输出大功率。即该电力电子变压器由多个DC/DC单元(DC/DC单元1、DC/DC单元2、DC/DC单元3、DC/DC单元4……)构成，每个DC/DC单元包括Boost电路、原边变换器、高频变压器和副边变换器，原边变换器和副边变换器均采用H桥结构。各Boost电路输入端级联，而副边变换器输出端并联。

从整体控制需求上看，多级单元之间需要保证收发信息的同步，以及驱动同步生成控制，从单元组成上看，由于Boost+DAB单元内，高频变压器的原边承担较大电压，副边承担较小电压，而采样量需要对原边Boost母线电压和boost输入电流进行采样，副边需要对DAB输出电压、电流进行采样，为了保证原副边隔离采样，通常需要配置原边、副边控制器分别完成采样和驱动控制，保证变压器的绝缘和信号隔离。

因此，为了控制、均衡等要求，需要保证多级单元之间、单元内部的通讯同步。现有技术一般采用主从结构，包括主控制器和从控制器，利用光纤实现通讯、隔离。但是现有技术存在的缺陷包括光纤接口较多，占用主控制器资源多，成本较高。

发明内容

本申请的目的在于提供一种多级单元通讯同步的电力电子变压器，用以解决现有技术光纤接口多，占用资源多的问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种多级单元通讯同步的电力电子变压器，每个单元具有高频变压器，以及高频变压器的原边电路和副边电路，以及：

一个主控制器、N个原边控制器和N个副边控制器；

每个单元对应一个原边控制器和一个副边控制器，原边控制器用于与原边电路进行交互和控制，副边控制器用于与副边电路进行交互和控制；

所述主控制器与原边控制器之间设有串行通讯通道，原边控制器与副边控制器之间也设有串行通讯通道；所述串行通讯通道为光纤通道。

进一步的，通过曼彻斯特编码对串行通讯的数据进行编码。

进一步的，原边控制器开始接收到主控制器的控制数据后，置位其同步信号，并且直接转发所述控制数据到副边控制器；原边控制器接收完毕后，拉低其同步信号；

副边控制器开始接收到原边控制转发的控制数据时，置位其同步信号；副边控制器接收完毕后，拉低其同步信号。