[实用新型]一种新型直流微电网用多拓扑直流电压变换器

说明书

一种新型直流微电网用多拓扑直流电压变换器，包括功率层、传输层、调理层和控制层，功率层通过传输层连接调理层；功率层包括七个接线端子、三相两电平IGBT半桥功率模块、第一电容和第二电容，第三接线端子的引脚分别连接在第一电容的一端和三相两电平IGBT半桥功率模块的AC侧，第四接线端子的引脚分别连接三相两电平IGBT半桥功率模块和第六接线端子，第六接线端子的引脚连接第二电容，第五接线端子的引脚分别与三相两电平IGBT半桥功率模块和第二电容相连接。本实用新型克服了现有技术的不足，实现一种不仅可以进行boost升压控制、buck降压控制、升压双向变换、降压双向变换、并联扩容结构的功能变换，而且可以进行快速、安全的直流电压变换。

技术领域

本实用新型涉及直流电压变换器的开源科研测试技术领域，具体涉及一种新型直流微电网用多拓扑直流电压变换器。

背景技术

直流微电网以其控制结构简单、转换次数少等优势，能更高效可靠地接纳风、光等分布式可再生能源发电系统、储能单元、电动汽车及其他直流用电负荷，而直流电压变换器作为直流微电网的关键器件，以其可进行直流电压变换、双向电流控制、升降压控制逻辑简单的优势广泛应用于直流光伏并网系统、直流升压控制系统、直流降压控制系统、直流储能系统、大功率直流输送等研究领域。这些研究场合，研究者们不仅要求底层开源，更关键的是，希望变换器能进行升压、降压的单向及双向能量流动，另外也日渐青睐于研究一种功率器件并联以进行容量扩充的结构。

而在现有的底层开源变换器中，首先，大都单独地分为了直流升压变换器、直流降压变换器、buck/boost变换器等等功能单一的设备，这对于研究者们进行多项拓扑的研究是不便利的，同时也要占用实验室的很多空间。在安全性和便利性上，少数具有某两种功能集合的开源设备又存在着更换困难、线束杂乱的问题；另外，在某些具备功率双向流动的设备中，由于PWM信号同时开放了上下桥信号，需要用户自己进行死区设置，若果设置不当，会引起功率管炸掉的情况。同时这些问题构成了初学者的应用障碍，对于科研成果的迭代也是极为不利的。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种新型直流微电网用多拓扑直流电压变换器，克服了现有技术的不足，设计合理，引入电压传感器、电流传感器、PWM信号处理及配置说明来进行控制优化，从而实现一种不仅可以进行boost升压控制、buck降压控制、升压双向变换、降压双向变换、并联扩容结构的功能变换，而且可以进行快速、安全的直流电压变换。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种新型直流微电网用多拓扑直流电压变换器，包括功率层、传输层、调理层和控制层，所述功率层通过传输层连接调理层，所述调理层的输出端与控制层相连接；

所述功率层包括第一接线端子S1、第二接线端子S2、第三接线端子S3、第四接线端子S4、第五接线端子S5、第六接线端子S6、第七接线端子S7、三相两电平IGBT半桥功率模块、第一电容C1和第二电容C2，所述第一接线端子S1的1号引脚和2号引脚相连接，所述第二接线端子S2的1号引脚和2号引脚相连接，所述第三接线端子S3的1号引脚、2号引脚和3号引脚均连接在第一电容C1的一端，所述第一电容C1的另一端与第四接线端子S4的1号引脚相连接，所述第四接线端子S4的2号引脚分别与三相两电平IGBT半桥功率模块的E极和第六接线端子S6的2号引脚相连接，所述第六接线端子S6的1号引脚连接第二电容C2的一端，所述第二电容C2的另一端与第五接线端子S5的2号引脚相连接，所述第五接线端子S5的1号引脚分别与三相两电平IGBT半桥功率模块的C极和高压侧正极端H+，所述接线端子S3的4号引脚、5号引脚和6号引脚分别连接三相两电平IGBT半桥功率模块的AC侧，所述第七接线端子S7的1号引脚和2号引脚相连接，且所述第七接线端子S7的2号引脚连接高压侧负极端H-，所述第一接线端子S1的1号引脚和第二接线端子S2的1号引脚分别连接低压侧的正极端L+和负极端L-。