【技术实现步骤摘要】
一种单级式隔离型双向AC-DC变换器
本专利技术涉及AC/DC双向变换器
,尤其是一种单级式隔离型双向AC-DC变换器。
技术介绍
以新能源为核心的直流微网作为新兴的供电形式,其研究和应用仍处于快速发展阶段,尚有诸多问题需要解决。直流微网是电力电子技术、信息电子技术与电力系统融合的产物,涉及变流装置、运行控制、故障保护、电源规划、系统架构和通信协议等多个研究领域。其中,直流微电网与交流电网的接口AC/DC变换器作为连接两种网络的纽带,负责调控整个微电网的能量平衡,是直流微网研究的重点之一。在大功率场合,通常考虑采用三相双向AC/DC变换器,它是保证微网正常运行的关键变换器。三相双向AC/DC根据是否具有直流侧电感可以分为两大类:电流源型和电压源性AC/DC变换器;根据是否存在高频隔离变压器又可以分为隔离型和非隔离型。由三相桥式电路构成的非隔离三相电压源型AC/DC变换器,在整流工作时直流侧呈升压特性,三相380V交流电压经其变换后直流电压通常达600~800V,通常需要通过隔离变压器或者在后级加DC/DC变换器进行降压后才能接到低压直流母线上。此外,电压源型AC/DC变换器的整流模式是升压(boost)类型,存在启动冲击问题,需要在功率传输路径中加入启动限流措施,影响变换器效率和功率密度,同时,升压型电路在空载或轻载工作时,系统的闭环控制也存在较大的难度,难以兼顾控制的稳定性和快速动态响应特性。隔离型AC/DC变换器通常需要两级式结构,一种是在前级加入工频隔离变压器,这会导致变换器整体体积重量大、成本高;另一种是在后级加入高频隔离双向DC/DC变换器 ...
【技术保护点】
1.一种单级式隔离型双向AC‑DC变换器,其特征在于,包括:三个交流侧电感、三个交流侧电容、三相全桥、三个双向开关、正母线单相全桥、负母线单相全桥、两个隔离变压器、整流/逆变单相全桥、直流侧滤波电感和直流侧滤波电容;三个交流侧电感一端分别连接到三相交流电源输入,另一端分别连接到三个交流侧电容,三个交流侧电容采用星形连接,三相全桥的三个桥臂中点分别连接到三个双向开关,三个双向开关的另一端同时连接到一个相同的节点Y,三相全桥的正直流母线节点p与节点Y分别连接到正母线单相全桥的公共输入侧,同时节点Y与三相全桥的负直流母线节点n分别连接到负母线单相全桥的公共输入侧,正母线单相全桥的两组桥臂中点输出连接到隔离变压器T1的原边,负母线单相全桥的两组桥臂中点输出连接到隔离变压器T2的原边,隔离变压器T1和T2的副边按照同名端顺向串联,变压器串联后的输出端连接到整流/逆变单相全桥的两组桥臂中点,整流/逆变单相全桥的一个公共输出端口连接直流侧滤波电感,直流侧滤波电感的另一端为变换器的正直流母线接口,母线接口同时与直流侧滤波电容的一端连接,直流侧滤波电容的另一端为变换器的负直流母线接口,负直流母线接口同时 ...
【技术特征摘要】
1.一种单级式隔离型双向AC-DC变换器,其特征在于,包括:三个交流侧电感、三个交流侧电容、三相全桥、三个双向开关、正母线单相全桥、负母线单相全桥、两个隔离变压器、整流/逆变单相全桥、直流侧滤波电感和直流侧滤波电容;三个交流侧电感一端分别连接到三相交流电源输入,另一端分别连接到三个交流侧电容,三个交流侧电容采用星形连接,三相全桥的三个桥臂中点分别连接到三个双向开关,三个双向开关的另一端同时连接到一个相同的节点Y,三相全桥的正直流母线节点p与节点Y分别连接到正母线单相全桥的公共输入侧,同时节点Y与三相全桥的负直流母线节点n分别连接到负母线单相全桥的公共输入侧,正母线单相全桥的两组桥臂中点输出连接到隔离变压器T1的原边,负母线单相全桥的两组桥臂中点输出连接到隔离变压器T2的原边,隔离变压器T1和T2的副边按照同名端顺向串联,变压器串联后的输出端连接到整流/逆变单相全桥的两组桥臂中点,整流/逆变单相全桥的一个公共输出端口连接直流侧滤波电感,直流侧滤波电感的另一端为变换器的正直流母线接口,母线接口同时与直流侧滤波电容的一端连接,直流侧滤波电容的另一端为变换器的负直流母线接口,负直流母线接口同时还与整流/逆变单相全桥的另一个公共输出端口相连。2.如权利要求1所述的单级式隔离型双向AC-DC变换器,其特征在于,三相全桥由六个开关管组成,第一开关管Sa+的发射极与第二开关管Sa-的集电极相连作为一个桥臂,第三开关管Sb+的发射极与第四开关管Sb-的集电极相连作为一个桥臂,第五开关管Sc+的发射极与第六开关管Sc-的集电极相连作为一个桥臂,第一开关管Sa+、第三开关管Sb+、第五开关管Sc+的集电极相连作为三相全桥的正直流母线节点p,第二开关管Sa-、第四开关管Sb-、第六开关管Sc-的发射极相连作为三相全桥的负直流母线节点n。3.如权利要求1所述的单级式隔离型双向AC-DC变换器,其特征在于,三个双向开关由六个开关管组成,第七开关管Sya+的发射极与第八开关管Sya-的发射极相连组成一个双向开关,第九开关管Syb+的发射极与第十开关管Syb-的发射极相连组成一个双向开关,第十一开关管Syc+的发射极与第十二开关管Syc-的发射极相连组成一个双向开关。4.如权利要求1所述的单级式隔离型双向AC-DC变换器,其特征在于,正母线单相全桥由四个开关管组成,第十三开关管Sp1的发射极与第十四开关管Sp2的集电极相连作为一个桥臂,第十五开关管Sp3的发射极与第十六开关管Sp4的...
【专利技术属性】
技术研发人员:张斌锋,王鑫诚,丰瀚麟,谢少军,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,南京麦格安倍电气科技有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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