本实用新型专利技术公开了一种驱动直流或交流负载的隔离式功率变换器的拓扑结构，包括直流电源或直流母线，在直流电源或直流母线上电连接有主DC/AC直流‑交流变换器，在主DC/AC直流‑交流变换器的输出端连接有包含一个原边绕组和N个副边绕组的分布式变压器，分布式变压器的每一个副边绕组的输出端连接有一个AC/DC交流直流变换器，在N‑1个AC/DC交流直流变换器的每一个输出端均通过一个副DC/AC直流‑交流变换器连接一个交流负载，在剩余一个AC/DC交流直流变换器的输出端直接连接有直流负载，最终实现对交流负载或直流负载进行单独供电的拓扑结构。本实用新型专利技术实现一个母线同时给交流负载或/和直流负载单独隔离式进行供电。
A topology of isolated power converter for driving DC or AC loads
【技术实现步骤摘要】
一种驱动直流或交流负载的隔离式功率变换器的拓扑结构
本技术涉及一种电力电子功率变换器的
，具体为一种驱动直流或交流负载的隔离式功率变换器的拓扑结构。
技术介绍
电力电子变换器在航空、汽车、工业等领域具有广泛应用。在传统DC直流驱动多负载的系统中，各个负载的DC-AC（直流-交流）功率变换器都共同连接在同一套DC母线以及同一个输出转换器上，最终导致后期给直流负载或交流负载供电时，均存在以下几个问题：1、安全性较低，任一一个直流负载或任一直流负载的功率变换器或任一一个交流负载或任一交流负载发生故障，如：短路或烧毁时，容易导致整个系统烧毁或故障；2、容易产生系统谐波，任一一个直流负载或任一直流负载的功率变换器或任一一个交流负载或任一交流负载所产生的谐波会反应到整个系统里，造成系统谐波，同时不同直流负载或交流负载的谐波也可与系统谐波相互叠加造成整个系统的效率下降；3、任一负载能量反馈时直接作用在了直流母线上，对电源及其他负载的功率变换器造成冲击，造成电源及的损坏而且整个调压相对困难；4、无法实现同一个母线可同时单独控制交流负载或直流负载的功能，导致使用效果差的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种驱动直流或交流负载的隔离式功率变换器的拓扑结构，其结构简单，安全可靠的新型电力电子功率变换器拓扑结构，使多负载电力电子功率变换器系统在航空等专业领域的应用更加安全，可靠。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种驱动直流或交流负载的隔离式功率变换器的拓扑结构，包括直流电源或直流母线，在直流电源或直流母线上电连接有将直流电源或直流母线输送过来的直流电压转换成交流电的主DC/AC直流-交流变换器，在主DC/AC直流-交流变换器的输出端连接有包含一个原边绕组和N个副边绕组的分布式变压器，所述分布式变压器的原边绕组与主DC/AC直流-交流变换器的输出端进行连接，所述分布式变压器的每一个副边绕组的输出端连接有能够将对应一个副边绕组输出过来的交流电转换成直流电的AC/DC交流直流变换器，在N-1个AC/DC交流直流变换器的每一个输出端均连接有一个将对应一个AC/DC交流直流变换器输出过来的直流电再转换成交流电的副DC/AC直流-交流变换器，副DC/AC直流-交流变换器与AC/DC交流直流变换器构成背靠背式变换器，且每一个副DC/AC直流-交流变换器的输出连接有一个交流负载，在剩余一个AC/DC交流直流变换器的输出端直接连接有直流负载，实现直流电源或直流母线先通过主DC/AC直流-交流变换器转换成交流电，再经过分布式变压器实现将交流电分布式地分配给不同的AC/DC交流直流变换器进行调节与控制后，其中一路直接给直流负载供电，其他几路均通过一个副DC/AC直流-交流变换器进行调节与控制后给交流负载供电，最终实现对交流负载或直流负载进行单独供电的拓扑结构，所述的N≧2。进一步，方便单独调节，每一个副边绕组的匝数能够根据需要调节，最终实现独立调节各个负载的电压。进一步，所述主DC/AC直流-交流变换器、副DC/AC直流-交流变换器和AC/DC交流直流变换器均包括6个功率管，且功率管的开关控制由上层控制电路提供。进一步，所述的功率管为IGBT或Mosfet或碳化硅或氮化镓功率器件。为了过滤掉杂波，使电路更稳当，并保证电路正常工作，在AC/DC交流直流变换器与副DC/AC直流-交流变换器之间并联有第一过滤电容C1，所述AC/DC交流直流变换器与直流负载之间并联有第二过滤电容C2，且第二过滤电容C2与直流负载的正极端串联有电阻R1。与现有技术相比，本技术通过采用分布隔离式的电力电子变换器拓扑结构进行能量调节传输，最终具有以下优点：1、各交流负载或直流负载的子系统之间以及子交流负载或直流负载与系统电源相互隔离，任一交流负载或直流负载对应的电路系统发生故障时其他交流负载或直流负载子系统及系统电源仍可以进行继续工作，提高整个系统安全性；2、由于交流负载或直流负载子系统与系统电源相互隔离，各子交流负载或直流负载系统工作中产生的谐波不会作用于其整个系统，系统电源质量提高，系统损耗谐波降低；3、在子交流负载或直流负载系统能量回馈时，具有更强的调节功能及鲁棒性；4、子交流负载或直流负载系统电压可调节，灵活性强，适用于不同电压等级的交流负载或直流负载；5、还可以实现一个母线同时给交流负载或/和直流负载单独隔离式进行供电，最终实现本产品的使用范围更广。附图说明：为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实施例1中一种驱动直流或交流负载的隔离式功率变换器的拓扑结构的整体结构原理图；图2为本实施例1中DC/AC直流-交流变换器的电路原理图；图3为本实施例1中AC/DC交流直流变换器的电路原理图。图中：主DC/AC直流-交流变换器1、原边绕组2-1、副边绕组2-2、分布式变压器2、AC/DC交流直流变换器3、副DC/AC直流-交流变换器4、交流负载5、直流负载6、功率管7、直流电源或直流母线8。具体实施方式：下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-3，对本技术进行进一步说明：实施例1：如图1所示，本实施例提供的一种驱动直流或交流负载的隔离式功率变换器的拓扑结构，包括直流电源或直流母线8，在直流电源或直流母线8上电连接有将直流电源或直流母线8输送过来的直流电压转换成交流电的主DC/AC直流-交流变换器1，在主DC/AC直流-交流变换器1的输出端连接有包含一个原边绕组2-1和N个副边绕组2-2的分布式变压器2，所述分布式变压器2的原边绕组2-1与主DC/AC直流-交流变换器1的输出端进行连接，所述分布式变压器2的每一个副边绕组2-2的输出端连接有能够将对应一个副边绕组2-2输出过来的交流电转换成直流电的AC/DC交流直流变换器3，在N-1个AC/DC交流直流变换器3的每一个输出端均连接有一个将对应一个AC/DC交流直流变换器3输出过来的直流电再转换成交流电的副DC/AC直流-交流变换器4，副DC/AC直流-交流变换器4与AC/DC交流直流变换器3构成背靠背式变换器，且每一个副DC/AC直流-交流变换器4的输出连接有一个交流负载5，在剩余一个AC/DC交流直流变换器3的输出端直接连接有直流负载6，实现直流电源或直流母线8先通过主DC/AC直流-交流变换器1转换成交流电，再经过分布式变压器2实现将交流电分布式地分配给不同的AC/DC交流直流变换器3进行调节与控制后，其中一路直接给直流负载6供电，其他几路均通过一个副DC/AC直流-交流变换器4进行调节与控制后给交流负载5供电，最终实现对交流负载5或直流负载6进行单独供电的拓扑结构，所述的N≧2。在本实施例中所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种驱动直流或交流负载的隔离式功率变换器的拓扑结构，包括直流电源或直流母线（8），其特征在于：在直流电源或直流母线（8）上电连接有将直流电源或直流母线（8）输送过来的直流电压转换成交流电的主DC/AC直流‑交流变换器（1），在主DC/AC直流‑交流变换器（1）的输出端连接有包含一个原边绕组（2‑1）和N个副边绕组（2‑2）的分布式变压器（2），所述分布式变压器（2）的原边绕组（2‑1）与主DC/AC直流‑交流变换器（1）的输出端进行连接，所述分布式变压器（2）的每一个副边绕组（2‑2）的输出端连接有能够将对应一个副边绕组（2‑2）输出过来的交流电转换成直流电的AC/DC交流直流变换器（3），在N‑1个AC/DC交流直流变换器（3）的每一个输出端均连接有一个将对应一个AC/DC交流直流变换器（3）输出过来的直流电再转换成交流电的副DC/AC直流‑交流变换器（4），副DC/AC直流‑交流变换器（4）与AC/DC交流直流变换器（3）构成背靠背式变换器，且每一个副DC/AC直流‑交流变换器（4）的输出连接有一个交流负载（5），在剩余一个AC/DC交流直流变换器（3）的输出端直接连接有直流负载（6），实现直流电源或直流母线（8）先通过主DC/AC直流‑交流变换器（1）转换成交流电，再经过分布式变压器（2）实现将交流电分布式地分配给不同的AC/DC交流直流变换器（3）进行调节与控制后，其中一路直接给直流负载（6）供电，其他几路均通过一个副DC/AC直流‑交流变换器（4）进行调节与控制后给交流负载（5）供电，最终实现对交流负载（5）或直流负载（6）进行单独供电的拓扑结构，所述的N≧2。...
【技术特征摘要】
1.一种驱动直流或交流负载的隔离式功率变换器的拓扑结构，包括直流电源或直流母线（8），其特征在于：在直流电源或直流母线（8）上电连接有将直流电源或直流母线（8）输送过来的直流电压转换成交流电的主DC/AC直流-交流变换器（1），在主DC/AC直流-交流变换器（1）的输出端连接有包含一个原边绕组（2-1）和N个副边绕组（2-2）的分布式变压器（2），所述分布式变压器（2）的原边绕组（2-1）与主DC/AC直流-交流变换器（1）的输出端进行连接，所述分布式变压器（2）的每一个副边绕组（2-2）的输出端连接有能够将对应一个副边绕组（2-2）输出过来的交流电转换成直流电的AC/DC交流直流变换器（3），在N-1个AC/DC交流直流变换器（3）的每一个输出端均连接有一个将对应一个AC/DC交流直流变换器（3）输出过来的直流电再转换成交流电的副DC/AC直流-交流变换器（4），副DC/AC直流-交流变换器（4）与AC/DC交流直流变换器（3）构成背靠背式变换器，且每一个副DC/AC直流-交流变换器（4）的输出连接有一个交流负载（5），在剩余一个AC/DC交流直流变换器（3）的输出端直接连接有直流负载（6），实现直流电源或直流母线（8）先通过主DC/AC直流-交流变换器（1）转换成交流电，再经过分布式变压器（2）实现将交流电分布式地分配给不同的AC/DC交流直流变换器（3）进行调节与控制后，其中一路直接给直流负载（6）供电，其他几路均通过一个副DC/AC直流-交流变换器（4）进行调节与控制后给交流负载（5）供电，最终实现...
【专利技术属性】
技术研发人员：迪马普勒斯图帕，姜保罗布题驰，王天昊，王正一，张何，顾春阳，
申请(专利权)人：诺丁汉余姚智能电气化研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33
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