[发明专利]一种基于多绕组变压器二次侧复用的直流变压器

说明书

本发明公开了一种基于多绕组变压器二次侧复用的直流变压器包括N个DAB子模块，DAB子模块模块间通过输入串联输出并联的形式级联，DAB子模块由一个高频变压器、电感、高频变压器两边的有源全桥及输入输出电容组成，直流变压器中的高频变压器有N+1个绕组，其中N个原边绕组分别对应N个DAB子模块的原边侧绕组，1个副边绕组对应N个DAB子模块的副边侧复用绕组，直流变压器中将每个DAB子模块的副边整流桥共用，减少了变压器数量，降低了直流变压器的制作成本，并且提高了直流变压器的功率密度，提高了设备可靠性，解决了现有的直流变压器每个DAB模块都需要配备一个原副边双绕组变压器，降低了直流变压器的功率密度，可靠性不高，且增加了成本的技术问题。

技术领域

本发明涉及直流变压器技术领域，尤其涉及一基于多绕组变压器二次侧复用的直流变压器。

背景技术

与传统的交流电网相比，直流配电网在功率密度、电能质量等方面优势明显，并得到越来越广泛的应用。为实现不同电压等级的电网间能量交换和电气隔离，需要以电力电子变换器为核心的直流变压器，现阶段较常见的直流变压器大多采用输入串联输出并联模块化结构，这种输入串联输出并联(Input Series Output Parallel，ISOP)型电力电子直流变压器，在实现中压直流母线(10kV电压等级或更高)与低压直流母线(750V、380V电压等级或更低)的电压变换、能量交换和电器隔离功能中，发挥着十分重要的作用，通过将双有源全桥电路(Dual-Active Bridge，DAB)输入侧串联输出侧并联实现高压直流到低压直流的变换。然而现有的直流变压器每个DAB模块都需要配备一个原副边双绕组变压器，使用的变压器数量多，大大增加了直流变压器的体积，从而使得直流变压器的功率密度较低，并且可靠性不高，变压器的数量多也增加了直流变压器的成本，且每个变压器的副边都需要一组整流桥，增加了半导体器件的数量，进而增加了直流变压器的成本并且降低了可靠性。

发明内容

本发明提供了一种基于多绕组变压器二次侧复用的直流变压器，用于解决现有的直流变压器每个DAB模块都需要配备一个原副边双绕组变压器，降低了直流变压器的功率密度，可靠性不高，且增加了成本的技术问题。

有鉴于此，本发明提供了一种基于多绕组变压器二次侧复用的直流变压器，包括N个DAB子模块，DAB子模块之间通过输入串联输出并联的方式级联；

单个DAB子模块包括高频变压器、高频变压器两边的有源全桥和输入输出电容以及高频变压器原边的电感；

N个DAB子模块共用一个高频变压器，高频变压器包括N个原边绕组和1个副边绕组，N个原边绕组对应N个DAB子模块的原边侧绕组，1个副边绕组对应N个DAB子模块的副边侧复用绕组。

可选地，N为14。

可选地，高频变压器两边的有源全桥分别由4个IGBT构成。

从以上技术方案可以看出，本发明提供的基于多绕组变压器二次侧复用的直流变压器具有以下优点：

本发明提供的基于多绕组变压器二次侧复用的直流变压器，包括N个DAB子模块，DAB子模块模块间通过输入串联输出并联的形式级联，DAB子模块由一个高频变压器、电感(外串电感加变压器漏感)、高频变压器两边的有源全桥及输入输出电容组成，直流变压器中的高频变压器有N+1个绕组，其中N个原边绕组分别对应N个DAB子模块的原边侧绕组，1个副边绕组对应N个DAB子模块的副边侧复用绕组，直流变压器中将每个DAB子模块的副边整流桥共用，减少了变压器数量，降低了直流变压器的制作成本，并且提高了直流变压器的功率密度，提高了设备可靠性，解决了现有的直流变压器每个DAB模块都需要配备一个原副边双绕组变压器，降低了直流变压器的功率密度，可靠性不高，且增加了成本的技术问题。

附图说明