[发明专利]一种组合式双向DC/AC变流器拓扑结构

摘要

一种组合式双向DC/AC变流器拓扑结构，属电力变换技术领域，其特征在于，该拓扑由相同的三相电路组成，每一相由隔离半桥DC/DC变流器和级联式H桥DC/AC变流器组合而成，隔离半桥DC/DC变流器的输出并联第一电容器（C1）后作为级联式DC/AC变流器单级H桥的输入，每一级H桥均与独立的隔离半桥DC/DC变流器相连；通过对典型参数下的电路拓扑进行的EMTDC电磁暂态仿真表明，该拓扑结构具有很宽的电压匹配能力，借助于移相控制，能实现能量的双向流动；本发明提出的拓扑可应用于基于电池储能的大功率调节、储能电站、平滑可再生能源发电输出功率和微电网中的调频调压等场合，具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种组合式双向DC/AC变流器拓扑结构，其特征在于，该拓扑由相同的三相电路组成，每一相由隔离半桥DC/DC变流器和级联式H桥DC/AC变流器组合而成，隔离半桥DC/DC变流器的输出并联第一电容器(C1)后作为级联式DC/AC变流器单级H桥的输入，每一级H桥均与独立的隔离半桥DC/DC变流器相连；其中，所述隔离半桥DC/DC变流器为以下两种结构之一：结构一：包括第九开关管(S9)，第十开关管(S10)，第十一开关管(S11)，第十二开关管(S12)，第六电容器(C6)，第七电容器(C7)、第八电容器(C8)，第九电容器(C9)，第一高频隔离变压器(T1)，第二高频隔离变压器(T2)，第一电源滤波电感(Li1)，第二电源滤波电感(Li2)，第一谐振电感(Ls1)、第二谐振电感(Ls2)；其中，直流电源(U1)的正极经第二电源滤波电感(Li2)后连在由第九开关管(S9)和第十开关管(S10)组成的第一桥臂上，直流电源(U1)的正极经第一电源滤波电感(Li1)后连在由第十一开关管(S11)和第十二开关管(S12)组成的第二桥臂上，所述第一桥臂和所述第二桥臂同第六电容器(C6)和第七电容器(C7)组成的另一桥臂并联，所述第一桥臂的输出经第一谐振电感(Ls1)并联于第一高频隔离变压器(T1)的一次侧，所述第二个桥臂的输出经第二谐振电感(Ls2)并联于第二高频隔离变压器(T2)的一次侧，所述第一高频隔离变压器(T1)和第二高频隔离变压器(T2)的二次侧输出并联连在由第八电容器(C8)和第九电容器(C9)组成的桥臂上，直流电源(U1)的负极与第十开关管(S10)、第十二开关管(S12)、第七电容器(C7)共地，以及结构二：包括第十七开关管(S17)，第十八开关管(S18)，第十九开关管(S19)，第二十开关管(S20)，第二十一开关管(S21)，第二十二开关管(S22)，第二十三开关管(S23)，第二十四开关管(S24)，第十电容器(C10)，第十一电容器(C11)，第十二电容器(C12)，第十三电容器(C13)，第十四电容器(C14)，第十五电容器(C15)，第三高频隔离变压器(T3)，第四高频隔离变压器(T4)，第三电源滤波电感(Li3)，第四电源滤波电感(Li4)，第三谐振电感(Ls3)，第四谐振电感(Ls4)；其中，直流电源(U1)的正极经第四电源滤波电感(Li4)后连在由第十七开关管(S17)和第十八开关管(S18)组成的第三桥臂上，直流电源(U1)的正极经第三电源滤波电感(Li3)后连在由第十九开关管(S19)和第二十开关管(S20)组成的第四桥臂上，所述第三桥臂和所述第四桥臂同第十电容器(C10)和第十一电容器(C11)组成的另一桥臂并联，第三桥臂的输出经第三谐振电感(Ls3)并联于第三高频隔离变压器(T3)的一次侧，第四桥臂的输出经第四谐振电感(Ls4)并联于第四高频隔离变压器(T4)的一次侧，第二十一开关管(S21)、第二十二开关管(S22)、第二十三开关管(S23)、第二十四开关管(S24)组成一桥臂，第三高频隔离变压器(T3)二次侧的一端连接到第二十一开关管(S21)与第二十二开关管(S22)之间，第三高频隔离变压器(T3)二次侧的另一端连接到第十二电容器(C12)和第十三电容器(C13)之间，第四高频隔离变压器(T4)二次侧的一端连接到第二十三开关管(S23)与第二十四开关管(S24)之间，第四高频隔离变压器(T4)二次侧的另一端连接到第十四电容器(C14)和第十五电容器(C15)之间，第三高频隔离变压器(T3)和第四高频隔离变压器(T4)的二次侧输出串联连在由第十二电容器(C12)、第十三电容器(C13)、第十四电容器(C14)和第十五电容器(C15)组成的桥臂上，直流电源(U1)的负极与第十八开关管(S18)、第二十开关管(S20)、第十一电容器(C11)共地。