可实现升降压变换的直流变压器制造技术

本发明专利技术提供了一种可实现升降压变换的直流变压器，包括第一链式模块和第二链式模块；其中，所述第一链式模块和所述第二链式模块并联连接；所述第一链式模块的一端连接第一电源正极连接端，另一端连接第一电源负极连接端；所述第二链式模块的一端连接第二电源负极连接端，另一端连接第二电源正极连接端。还包括电感L和电感La；其中，所述第一链式模块的一端通过电感La连接第一电源正极连接端，另一端通过电感L连接第一电源负极连接端；所述第二链式模块的另一端通过电感L连接第二电源正极连接端。本发明专利技术提供的多种直流变压器能同时实现升压和降压变换；本发明专利技术结构简单，布局合理，易于推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及直流变压器，具体地，涉及一种可实现升降压变换的直流变压器。
技术介绍
随着传统能源的短缺和环境恶化问题的加剧，风能、太阳能等可再生清洁能源的利用与开发得到了越来越多的重视。风能、太阳能等新能源发电具有间歇性，随机性的特点，传统的电网结构和运行技术无法适应大规模可再生能源接入，而基于常规直流及柔性直流的多端直流输电系统和直流电网技术是解决这一问题的有效手段。由于直流电网尚无统一标准，现有的直流线路大都运行在不同的电压等级，为了将不同电压等级的直流电路互联形成直流电网，需要应用直流变压器(通常又称为DC-DC变换器)。基于电压源型换流器(Voltage Source Converter，VSC)的高压直流(High Voltage DC Current，HVDC)输电系统电压等级通常低于基于相控变流器(Line Commutated Converter，LCC)的高压直流输电系统，为了将VSC-HVDC和LCC-HVDC互联以形成多端直流系统，需要应用直流变压器。此外，在直流微网以及直流配电网中，直流变压器同样是不可缺少的部件。因此，高压大容量直流变压器的研制是非常必要的。申请号为WO2013026477的专利提出了一种基于MMC的非隔离型直流变压器拓扑，该直流变压器中链式模块输出电压包含直流分量和交流分量，它通过交直流功率守恒来实现子模块电容电压平衡，其中交流分量按正弦波调制。但为了实现子模块电容电压平衡，该直流变压器中存在较大的交流环流，变压器损耗较大。而且该直流变压器无法同时实现升压降压变换。名称为“A versatile DC-DC converter for energy collection and distribution using the Modular Multilevel Converter”的文章提出了一种基于模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter，MMC)的隔离型DC-DC变换器拓扑，该变换器本质上是一个DC-AC-DC变换器，它先通过一个MMC将直流电压逆变得到交流电压，该交流电压经过变压器变压后再通过另一个MMC整流得到直流电压。交流环节的变压器用于实现电压匹配和电气隔离。由于交流环节需要交流变压器，且需要两级功率变换，因此该直流变压器的体积和损耗均较大，成本也很高，在不需要隔离的应用场合并不适用。名称为“直流-直流自耦变压器”的文章提出了一种直流自耦变压器拓扑，该拓扑只有部分互联功率需要经过交流变压器，因此可减小交流变压器的容量。但它同样需要交流变压器，且在变压比较大时，交流变压器容量与变换器总容量相近。而且该直流变压器无法同时实现升压降压变换。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种可实现升降压变换的直流变压器。根据本专利技术提供的可实现升降压变换的直流变压器，包括第一链式模块和第二链式模块；其中，所述第一链式模块和所述第二链式模块并联连接；所述第一链式模块的一端连接第一电源正极连接端，另一端连接第一电源负极连接端；所述第二链式模块的一端连接第二电源负极连接端，另一端连接第二电源正极连接端。优选地，还包括电感L和电感La；其中，所述第一链式模块的一端通过电感La连接第一电源正极连接端，另一端通过电感L连接第一电源负极连接端；所述第二链式模块的另一端通过电感L连接第二电源正极连接端。优选地，还包括电容C、电感L1、电感L2和电感La；其中，所述第一链式模块的一端通过电感La、电感L1连接第一电源正极连接端；所述第二链式模块的一端通过电感L2连接第二电源负极连接端；电容C的一端连接所述第一链式模块的一端，另一端连接所述第二链式模块的一端。优选地，还包括电容C、电感L1、电感L2和电感La；其中，所述第一链式模块的一端通过电感La连接第一电源正极连接端，另一端通过电感L1连接第二电源负极连接端；所述第二链式模块的一端通过电感L2连接第二电源正极连接端；电容C的一端连接所述第一链式模块的另一端，另一端连接所述第二链式模块的一端。优选地，还包括电容C、电感L1、电感L2以及电感La；其中，所述第二链式模块的一端连接第一电源正极连接端，另一端连接电容C的一端、电感L1的一端；电感L1的另一端连接第二电源正极连接端；电容C的另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接第一电源负极连接端、第二电源负极连接端；所述第一链式模块的一端连接电容C的另一端，另一端通过电感La连接第二电源正极连接端。优选地，还包括电容C、电感L1、电感L2以及电感La；其中，所述第二链式模块的一端一方面通过电感L1连接第一电源正极连接端，另一方面连接电容C一端，另一端连接第二电源正极连接端；电容C的另一端连接电感L2的一端、电感La的一端，电感L2的另一端连接第二电源正极连接端；电感La的另一端连接所述第一链式模块的一端，另一端连接第二电源正极连接端。优选地，所述第一链式模块、所述第二链式模块采用多个半桥型子模块或全桥型子模块串联而成。优选地，所述半桥型子模块包括电源Vc、功率开关管S1以及功率开关管S2；其中，功率开关管S1的C端连接电源Vc的正极，E端一方面连接功率开关管S2的C端，另一方面设置为第一连接端；功率开关管S2的E端一方面连接电源Vc的负极，另一方面设置为第二连接端。优选地，所述全桥型子模块包括电源Vc、功率开关管S1、功率开关管S2、功率开关管S3以及功率开关管S4；其中，功率开关管S1的C端连接电源Vc的正极，E端一方面连接功率开关管S2的C端，另一方面设置为第一连接端；功率开关管S2的E端连接电源Vc的负极；功率开关管S3的C端连接电源Vc的正极，E端一方面连接功率开关管S4的C端，另一方面设置为第二连接端；功率开关管S4的E端连接电源Vc的负极。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术提供的多种直流变压器能同时实现升压和降压变换；2、本专利技术结构简单，布局合理，易于推广。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术中半桥型子模块的电路图；图2为本专利技术中全桥型子模块的电路图；图3为本专利技术中链式模块的构示意图；图4为本专利技术中第一实施例的结构示意图；图5为本专利技术中第二实施例的结构示意图；图6为本专利技术中第三实施例的结构示意图；图7为本专利技术中第四实施例的结构示意图；图8为本专利技术中第五实施例的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。图4示出了本专利技术中第一实施例的结构示意图，在本实施例中，本专利技术提供的可实现升降压变换的直流变压器，用于连接电压等级不同的直流电压源源Udc1和Udc2，能实现反极性的升降压变换，其中Udc1和Udc2反极性连接，包括第一链式模块和第二链式模块；其中，所述第一链式模块和所述第二链式模块并联连接；所述第一链式模块的一端连接第一电源正极连接端，另一端连接第一电源负极连接端；所述第二链式模块的一端连接第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可实现升降压变换的直流变压器，其特征在于，包括第一链式模块和第二链式模块；其中，所述第一链式模块和所述第二链式模块并联连接；所述第一链式模块的一端连接第一电源正极连接端，另一端连接第一电源负极连接端；所述第二链式模块的一端连接第二电源负极连接端，另一端连接第二电源正极连接端。

【技术特征摘要】
1.一种可实现升降压变换的直流变压器，其特征在于，包括第一链式模块和第二链式模块；其中，所述第一链式模块和所述第二链式模块并联连接；所述第一链式模块的一端连接第一电源正极连接端，另一端连接第一电源负极连接端；所述第二链式模块的一端连接第二电源负极连接端，另一端连接第二电源正极连接端。2.根据权利要求1所述的可实现升降压变换的直流变压器，其特征在于，还包括电感L和电感La；其中，所述第一链式模块的一端通过电感La连接第一电源正极连接端，另一端通过电感L连接第一电源负极连接端；所述第二链式模块的另一端通过电感L连接第二电源正极连接端。3.根据权利要求1所述的可实现升降压变换的直流变压器，其特征在于，还包括电容C、电感L1、电感L2和电感La；其中，所述第一链式模块的一端通过电感La、电感L1连接第一电源正极连接端；所述第二链式模块的一端通过电感L2连接第二电源负极连接端；电容C的一端连接所述第一链式模块的一端，另一端连接所述第二链式模块的一端。4.根据权利要求1所述的可实现升降压变换的直流变压器，其特征在于，还包括电容C、电感L1、电感L2和电感La；其中，所述第一链式模块的一端通过电感La连接第一电源正极连接端，另一端通过电感L1连接第二电源负极连接端；所述第二链式模块的一端通过电感L2连接第二电源正极连接端；电容C的一端连接所述第一链式模块的另一端，另一端连接所述第二链式模块的一端。5.根据权利要求1所述的可实现升降压变换的直流变压器，其特征在于，还包括电容C、电感L1、电感L2以及电感La；其中，所述第二链式模块的一端连接第一电源正极连接端，另一端连接电容C的一端、电感L1的一端；电感L1的另一端连接第二电源正极连接端；电容C的另一端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡旭，游洪程，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31