[发明专利]一种多电平直流母线自平衡的电力电子变压器拓扑结构

摘要

本发明涉及一种多电平直流母线自平衡的电力电子变压器拓扑结构，其特征在于：它包括高压整流电路、DC/DC变换电路和低压DC/AC逆变电路；所述高压整流电路的输入端与高压三相交流电网连接，所述高压整流电路的输出端经高压直流母线与所述DC/DC变换电路一端连接，所述DC/DC变换电路另一端与所述低压DC/AC逆变电路输入端连接，所述低压DC/AC逆变电路输出端与低压三相交流电网连接。本发明的拓扑结构不需要直流母线电容的电压反馈进行电容电压均衡，整流侧的控制算法大大简化。

主权项

1.一种多电平直流母线自平衡的电力电子变压器拓扑结构，其特征在于：它包括高压整流电路、DC/DC变换电路和低压DC/AC逆变电路；所述高压整流电路的输入端与高压三相交流电网连接，所述高压整流电路的输出端经高压直流母线与所述DC/DC变换电路一端连接，所述DC/DC变换电路另一端与所述低压DC/AC逆变电路输入端连接，所述低压DC/AC逆变电路输出端与低压三相交流电网连接；/n所述高压整流电路具体包括第一整流桥、第二整流桥以及第三整流桥；所述第一整流桥、所述第二整流桥以及所述第三整流桥的结构相同；所述高压三相交流电网的A相与所述第一整流桥的中点相连接，所述高压三相交流电网的B相与所述第二整流桥的中点相连接，所述高压三相交流电网的C相与所述第三整流桥的中点相连接；/n所述第一整流桥包括上桥臂以及下桥臂；所述上桥臂与所述下桥臂的结构相同，所述上桥臂包括多个第一开关管以及多个第一二极管，每个所述第一开关管反向并联一个所述第一二极管，形成第一并联组；多个所述第一并联组串联；所述上桥臂的第一个第一开关管的集电极与电容C1的一端相连接；/n所述下桥臂包括多个第二开关管以及多个第二二极管；每个所述第二开关管反向并联一个所述第二二极管，形成第二并联组；多个所述第二并联组串联；所述下桥臂的第一个第二开关管的集电极与所述电容C1的一端相连接；/n将所述上桥臂的最后一个第一并联组以及所述下桥臂的第一个第二并联组并联一个串联串；依次增添一个所述上桥臂的第一并联组以及一个所述下桥臂的第二并联组，再并联一个串联串，直至增添到所述上桥臂的第二个第一并联组以及所述下桥臂的倒数第二个第二并联组；所述串联串包括多个串联的第三二极管；/n按照串联的第三二极管的数量对所述串联串进行序号标识，其中，串联的第三二极管的数量最少的串联串为第一串联串；第一串联串的中心点以及第二串联串的中心点相连接；从第二串联串开始，相邻的两个第三二极管的中心点与下一层串联串对应位置的两个第三二极管的中心点相连接；所述第一整流桥中最后一层串联串两端的两个第三二极管的中心点与所述第二整流桥中最后一层串联串两端的两个第三二极管的中心点以及所述第三整流桥中最后一层串联串两端的两个第三二极管的中心点相连接；/n在高压侧采用二极管箝位式多电平结构，针对整流侧级联的高压直流母线电容的均压问题，采用后级硬件箝位的方式，通过控制连接于每个直流母线电容的H桥，使得整流级的二极管箝位式多电平电路不需要直流母线电容的电压反馈进行电容电压均衡；/n对于级联的高压直流母线电容，通过其后级的高频逆变H桥子模块HBh对其电压进行均衡控制；通过控制高频逆变H桥子模块HBh之间的相位差可以控制H桥之间的功率流动，从而达到级联高压直流母线电容电压均衡的目的；由此，级联的高压直流母线电容电压均衡通过控制后级连接中高频变压器的高频逆变H桥子模块HBh实现，而对于整流侧的二极管箝位多电平整流电路，则不需要在整流侧的控制算法中进行级联电容平衡控制。/n