一种双降压升压型AC‑AC变换器模块制造技术

一种双降压升压型AC‑AC变换器模块属于配电网运行配电调压技术领域，尤其涉及一种双降压升压型AC‑AC变换器模块。本发明专利技术提供一种安全可靠的双降压升压型AC‑AC变换器模块。本发明专利技术包括第一双降压/升压型AC‑AC变换器模块和第二双降压/升压型AC‑AC变换器模块，其结构要点第一双降压/升压型AC‑AC变换器模块包括滤波电感Lf1、电容C1、开关管S1、二极管D1、二极管D2、耦合电感线圈CL1、开关管S2、开关管S3、二极管D3、电容C2、耦合电感线圈CL2、二极管D4、开关管S4。

【技术实现步骤摘要】
一种双降压升压型AC-AC变换器模块
本专利技术属于配电网运行配电调压
，尤其涉及一种双降压升压型AC-AC变换器模块。
技术介绍
随着国民经济的快速发展，负荷增长迅速，配电网的电压跌落与电压突升等造成的配电网电能质量变差问题日益突出。电压的跌落与突升会影响用户用电设备的正常工作，尤其工业过程控制、精密仪器以及计算机系统等敏感负荷的安全稳定运行。虽然配电网电压质量问题受到了很大的重视，但是当前在配电网调压的实际应用中，通过无功补偿装置和变压器分接头调压具有电压调节范围有限、适应性差、灵敏度低等问题，无法满足电压实时跟踪补偿的要求，对一些精密仪器、敏感设备并不适用；动态电压调节器虽然可以实现对用电设备电压实时调控的功能，但电压调节范围有限，也做不到深度、长时的电压调节，并且直流储能单元的存在增大了设备体积和成本。基于此，有必要针对目前配电网电压跌落或者突升造成的电能质量问题，提供一种新型的、实用的、高效的、精确稳定的低压配电网电压调控装置。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，提供一种安全可靠的双降压升压型AC-AC变换器模块。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，本专利技术包括第一双降压/升压型AC-AC变换器模块和第二双降压/升压型AC-AC变换器模块，其结构要点第一双降压/升压型AC-AC变换器模块包括滤波电感Lf1、电容C1、开关管S1、二极管D1、二极管D2、耦合电感线圈CL1、开关管S2、开关管S3、二极管D3、电容C2、耦合电感线圈CL2、二极管D4、开关管S4；所述第二双降压/升压型AC-AC变换器模块包括滤波电感Lf2、电容C3、开关管S5、二极管D5、二极管D6、耦合电感线圈CL3、开关管S6、开关管S7、二极管D7、电容C4、耦合电感线圈CL4、二极管D8、开关管S8；电感Lf1一端与工频双分裂变压器第一副边一端相连，电感Lf1另一端分别与电容C1一端、开关管S1集电极、二极管D1阴极相连，开关管S1发射极分别与二极管D2阴极、耦合电感线圈CL1第一电感一端相连，耦合电感线圈CL1第一电感另一端分别与耦合电感线圈CL1第二电感一端、电感L相连，耦合电感线圈CL1第二电感另一端分别与开关管S2集电极、二极管D1阳极相连；开关管S2发射极分别与开关管S3发射极、二极管D2阳极、二极管D3阳极、电容C1另一端、电容C2一端相连，开关管S3集电极分别与耦合电感线圈CL2第一电感一端、二极管D4阳极相连，耦合电感线圈CL2第一电感另一端分别与耦合电感线圈CL2第二电感一端、耦合电感线圈CL3第一电感一端、耦合电感线圈CL3第二电感一端相连，耦合电感线圈CL2第二电感另一端分别与二极管D3阴极、开关管S4发射极相连，开关管S4集电极分别与电容C2另一端、二极管D4阴极、工频双分裂变压器第一副边另一端相连；电感Lf2一端与工频双分裂变压器第二副边一端相连，电感Lf2另一端分别与电容C3一端、开关管S5集电极、二极管D5阴极相连，开关管S5发射极分别与二极管D6阴极、耦合电感线圈CL3第一电感另一端相连，耦合电感线圈CL3第二电感另一端分别与开关管S6集电极、二极管D5阳极相连；开关管S6发射极分别与开关管S7发射极、二极管D6阳极、二极管D7阳极、电容C3另一端、电容C4一端相连，开关管S7集电极分别与耦合电感线圈CL4第一电感一端、二极管D8阳极相连，耦合电感线圈CL4第一电感另一端分别与耦合电感线圈CL4第二电感一端、电容C相连，耦合电感线圈CL4第二电感另一端分别与二极管D7阴极、开关管S8发射极相连，开关管S8集电极分别与电容C4另一端、二极管D8阴极、工频双分裂变压器第二副边另一端相连。作为一种优选方案，本专利技术所述开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、开关管S5、开关管S6、开关管S7、开关管S8采用全控型功率开关管。作为另一种优选方案，本专利技术所述开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、开关管S5、开关管S6、开关管S7、开关管S8均带有反并联二极管。其次，本专利技术所述全控型功率开关管采用绝缘栅双极晶体管IGBT。另外，本专利技术所述IGBT驱动器采用2SC0435T驱动器。本专利技术有益效果。本专利技术双降压/升压型AC-AC变换器模块采用新型拓扑结构，解决了传统AC-AC变换器的换流问题，即使输入电压或电流谐波含量大、畸变大也能保证安全可靠的运行。所述2个双降压/升压型AC-AC变换器模块的一端分别与双分裂变压器低压侧两个绕组相连接，另一端通过串联的方式将两个模块连接在一起，2个模块的输出端与L、C滤波器连接然后串联接入电网。本专利技术中的双降压/升压型AC-AC变换器拓扑结构参照图2所示，该变换器由2个相同的模块构成，模块1由1个Lf输入滤波器、2个电容器(C1、C2)、2个耦合电感线圈(CL1、CL2)、4个桥臂(参照图2所示桥臂1、2、3、4)构成全桥结构。每2个桥臂构成一个H桥单元，对于H桥单元，由一个前桥臂(1、3)和一个后桥臂(2、4)构成，前桥臂分别由1个带有反并联二极管的全控型功率开关管(S1、S4)与1个二极管(D2、D3、)反向串联构成，全控型功率开关管的发射极与二极管的负极性相连接；后桥臂分别由1个带有反并联二极管的全控型功率开关管(S2、S3、)与1个二极管(D1、D4)反向串联构成，全控型功率开关管的集电极与二极管的正极性相连接，所述全控型功率开关管优选的选用绝缘栅双极晶体管(IGBT)。每个H桥臂上都并联有一个电容器C，其目的是当所有全控型功率开关管都开通或者都关断时，能为电流提供能量通道。此外，2个耦合电感(CL1、CL2)分别与上下两个H桥臂相连接，模块2采用与模块1相同的拓扑结构，所以不再赘述。2个模块的输入端分别与工频双分裂变压器的低压侧连接，2个模块的输出端串联之后再与L、C低通滤波器相连接，实现了并联输入串联输出。由于该模块可以实现双极性电压AC到AC的单级功率变换，所以采用该模块提高了整个调压器的效率。此外，与传统AC-AC变换器相比，由该模块构成的AC-AC变换器能够有效的解决换流问题，甚至当输入电压/电流有畸变时AC-AC变换器也能够可靠稳定的运行。与传统AC-AC变换器模块相比，该模块中的2个电容器C是为耦合电感中的电流提供流通回路，当全控型功率开关管都关断时，因此该模块中的2个电容器C不需要电压平衡控制。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。本专利技术保护范围不仅局限于以下内容的表述。图1为本专利技术提供的配电网单相调压结构示意图。图2为本专利技术提供的一种配电网调压拓扑结构图。图3为本专利技术调节电压跌落时的示意图。图4为本专利技术调节电压突升时的示意图。图5为本专利技术的三相调压结构示意图。图6为本专利技术DSP控制信号走向图。图7为本专利技术双降压/升压型AC-AC变换器模块调制信号示意图。图8-1、图8-2、图8-3、图8-4、图8-5、图8-6、图8-7、图8-8是本专利技术DSP控制系统电源模块电路原理图。图9-1、图9-2、图9-3、图9-4是本专利技术DSP控制系统DSP芯片引脚模块电路原理图。图10-1、图10-2、图10-3是本专利技术DSP控制系统DSP芯片引脚模块电路原理图。图11-1、图11-2、图11-3、图11-4是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双降压升压型AC‑AC变换器模块，包括第一双降压/升压型AC‑AC变换器模块和第二双降压/升压型AC‑AC变换器模块，其特征在于第一双降压/升压型AC‑AC变换器模块包括滤波电感Lf1、电容C1、开关管S1、二极管D1、二极管D2、耦合电感线圈CL1、开关管S2、开关管S3、二极管D3、电容C2、耦合电感线圈CL2、二极管D4、开关管S4；所述第二双降压/升压型AC‑AC变换器模块包括滤波电感Lf2、电容C3、开关管S5、二极管D5、二极管D6、耦合电感线圈CL3、开关管S6、开关管S7、二极管D7、电容C4、耦合电感线圈CL4、二极管D8、开关管S8；电感Lf1一端与工频双分裂变压器第一副边一端相连，电感Lf1另一端分别与电容C1一端、开关管S1集电极、二极管D1阴极相连，开关管S1发射极分别与二极管D2阴极、耦合电感线圈CL1第一电感一端相连，耦合电感线圈CL1第一电感另一端分别与耦合电感线圈CL1第二电感一端、电感L相连，耦合电感线圈CL1第二电感另一端分别与开关管S2集电极、二极管D1阳极相连；开关管S2发射极分别与开关管S3发射极、二极管D2阳极、二极管D3阳极、电容C1另一端、电容C2一端相连，开关管S3集电极分别与耦合电感线圈CL2第一电感一端、二极管D4阳极相连，耦合电感线圈CL2第一电感另一端分别与耦合电感线圈CL2第二电感一端、耦合电感线圈CL3第一电感一端、耦合电感线圈CL3第二电感一端相连，耦合电感线圈CL2第二电感另一端分别与二极管D3阴极、开关管S4发射极相连，开关管S4集电极分别与电容C2另一端、二极管D4阴极、工频双分裂变压器第一副边另一端相连；电感Lf2一端与工频双分裂变压器第二副边一端相连，电感Lf2另一端分别与电容C3一端、开关管S5集电极、二极管D5阴极相连，开关管S5发射极分别与二极管D6阴极、耦合电感线圈CL3第一电感另一端相连，耦合电感线圈CL3第二电感另一端分别与开关管S6集电极、二极管D5阳极相连；开关管S6发射极分别与开关管S7发射极、二极管D6阳极、二极管D7阳极、电容C3另一端、电容C4一端相连，开关管S7集电极分别与耦合电感线圈CL4第一电感一端、二极管D8阳极相连，耦合电感线圈CL4第一电感另一端分别与耦合电感线圈CL4第二电感一端、电容C相连，耦合电感线圈CL4第二电感另一端分别与二极管D7阴极、开关管S8发射极相连，开关管S8集电极分别与电容C4另一端、二极管D8阴极、工频双分裂变压器第二副边另一端相连。...

【技术特征摘要】
1.一种双降压升压型AC-AC变换器模块，包括第一双降压/升压型AC-AC变换器模块和第二双降压/升压型AC-AC变换器模块，其特征在于第一双降压/升压型AC-AC变换器模块包括滤波电感Lf1、电容C1、开关管S1、二极管D1、二极管D2、耦合电感线圈CL1、开关管S2、开关管S3、二极管D3、电容C2、耦合电感线圈CL2、二极管D4、开关管S4；所述第二双降压/升压型AC-AC变换器模块包括滤波电感Lf2、电容C3、开关管S5、二极管D5、二极管D6、耦合电感线圈CL3、开关管S6、开关管S7、二极管D7、电容C4、耦合电感线圈CL4、二极管D8、开关管S8；电感Lf1一端与工频双分裂变压器第一副边一端相连，电感Lf1另一端分别与电容C1一端、开关管S1集电极、二极管D1阴极相连，开关管S1发射极分别与二极管D2阴极、耦合电感线圈CL1第一电感一端相连，耦合电感线圈CL1第一电感另一端分别与耦合电感线圈CL1第二电感一端、电感L相连，耦合电感线圈CL1第二电感另一端分别与开关管S2集电极、二极管D1阳极相连；开关管S2发射极分别与开关管S3发射极、二极管D2阳极、二极管D3阳极、电容C1另一端、电容C2一端相连，开关管S3集电极分别与耦合电感线圈CL2第一电感一端、二极管D4阳极相连，耦合电感线圈CL2第一电感另一端分别与耦合电感线圈CL2第二电感一端、耦合电感线圈CL3第一电感一端、耦合电感线圈CL3第二电感一端相连，耦合电感线圈CL2第二电感另一端分别与二极管D3阴极、开关管S4发射极相连，开关管S4集电极分别与电容C2另一端、二极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄旭，蔡继伟，冯喜强，李践，李悦悦，王炜，郭东波，王洋，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司，国家电网公司，东北电力大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21