[发明专利]一种基于串联全桥谐振电路的电力电子变压器

说明书

本发明公开了一种基于串联全桥谐振电路的电力电子变压器，各FB‑RMMC模块的输入端串联连接后作为变压器的输入端，各FB‑RMMC模块的输出端并联连接后作为变压器的输出端；各FB‑RMMC模块均包括n个全桥模块、隔离变压器及全桥整流模块，其中，第一个全桥模块的正极作为FB‑RMMC模块的输入端正极，前一个全桥模块的负极与后一个全桥模块的正极相连接，最后一个全桥模块的负极与隔离变压器的原边侧正输入端相连接，隔离变压器的原边侧负输入端作为FB‑RMMC模块的输入端负极，隔离变压器的副边侧与全桥整流模块的输入端相连接，全桥整流模块的输出端作为FB‑RMMC模块的输出端，该变压器在实现高电压小电流到低电压大电流转换的同时实现低压侧与高压侧之间的电气隔离。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及一种基于串联全桥谐振电路的电力电子变压器。

背景技术

随着电力电子技术的快速发展，模块化多电平变换器(MMC)在高压大容量领域得到了越来越多的应用。MMC可提供两个以上的电平，电平数可以通过改变串联子模块的数量进行调整，可适用于中压和高压的AC-DC，DC-DC，AC-AC以及DC-AC转换。模块化的结构使得在子模块在出现故障时可以被旁路而不影响变换器工作，因此MMC具有可靠性高的特点。

对于高压应用，有许多类型的模块化变换器拓扑被提出，但是在实际应用中很少被提及。大多数研究集中在改善变换器性能上。然而，在保持低成本的同时实现变换器的高度可靠通常是第一优先考虑的。在这种情况下，变换器在高压中的应用在实践中并没有明显的进展，其很难在成本、可靠性和性能之间找到良好的平衡。

专利CN201610327483.5公开了一种高边比的模块化多电平DC-DC变换器及其控制方法。该专利提出的拓扑通过电容与输出电感回路形成谐振，将能量从低压侧传送至高压侧给负载供电。该发明提出的变换器拓扑采用的子模块为半桥模块，因此无法实现交流到直流的转换。该发明通过谐振回路和子模块串联的形式，虽然实现了高变比，但低压侧到高压侧之间没有电气隔离，因此可靠性较低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于串联全桥谐振电路的电力电子变压器，该变压器在实现高电压小电流到低电压大电流转换的同时实现低压侧与高压侧之间的电气隔离。

为达到上述目的，本发明所述的基于串联全桥谐振电路的电力电子变压器包括m个FB-RMMC模块，各FB-RMMC模块的输入端串联连接后作为变压器的输入端，各FB-RMMC模块的输出端并联连接后作为变压器的输出端。

各FB-RMMC模块均包括n个全桥模块、隔离变压器及全桥整流模块，其中，第一个全桥模块的正极作为FB-RMMC模块的输入端正极，前一个全桥模块的负极与后一个全桥模块的正极相连接，最后一个全桥模块的负极与隔离变压器的原边侧正输入端相连接，隔离变压器的原边侧负输入端作为FB-RMMC模块的输入端负极，隔离变压器的副边侧与全桥整流模块的输入端相连接，全桥整流模块的输出端作为FB-RMMC模块的输出端。

全桥模块通过输出电容以及四个带并联二极管的开关管组成。

开关管为IGBT、IGCT、GTO或SIC MOSFET。

通过m个FB-RMMC模块输入端串联、输出端并联，实现高变比。

通过m个FB-RMMC模块输入端串联、输出端并联，实现高电压小电流到低电压大电流的转换。

通过隔离变压器实现不同电压等级间的电气隔离。

本发明具有以下有益效果：