电源变换装置、电源变换系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电源变换装置、电源变换系统。电源变换装置包括直流电源、第一滤波网络、第一防逆流模块、第二防逆流模块、第一开关网络、第一母线电容、第二母线电容、第二开关网络、第一电磁隔离模块、第二电磁隔离模块和第二滤波网络；第一开关网络包括依次串联于正母线与负母线之间的第一主开关、第二主开关、第二辅助开关和第一辅助开关；第二开关网络包括依次串联于正母线与负母线之间的第三主开关、第四主开关、第四辅助开关和第三辅助开关；第一母线电容的第一端与正母线电连接，第二端与第二母线电容的第一端电连接，第二母线电容的第二端与负母线电连接。本发明专利技术利用简单的电路实现高可靠性及稳定性的三电平电源变换装置。实现高可靠性及稳定性的三电平电源变换装置。实现高可靠性及稳定性的三电平电源变换装置。

【技术实现步骤摘要】
电源变换装置、电源变换系统


[0001]本专利技术实施例涉及电源变换技术，尤其涉及一种电源变换装置、电源变换系统。

技术介绍

[0002]在新能源发电等场合，如光伏发电、风力发电等，电源变换装置(也称逆变器)是有效实现电能变换的关键装置。现有的电源变换装置为了实现输出电压范围较宽的特点，一般采用两级式或多级式的电源变换装置。
[0003]然而，在需要三电平输出的电源变换装置时，采用两级式或多级式装置将会使电路结构变得尤为复杂，电源变换装置的可靠性及稳定性等均较差，限制了三电平电源变换装置的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种电源变换装置、电源变换系统，以利用较为简单的电路即可实现具有高可靠性及稳定性的三电平电源变换装置。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种电源变换装置，所述电源变换装置包括：
[0006]直流电源、第一滤波网络、第一防逆流模块、第二防逆流模块、第一开关网络、第一母线电容、第二母线电容、第二开关网络、第一电磁隔离模块、第二电磁隔离模块和第二滤波网络；
[0007]所述第一滤波网络的输入端与所述直流电源电连接，第一输出端与所述第一防逆流模块的输入端电连接，第二输出端与所述第二防逆流模块的输出端电连接；
[0008]所述第一开关网络包括依次串联于正母线与负母线之间的第一主开关、第二主开关、第二辅助开关和第一辅助开关；所述第二开关网络包括依次串联于正母线与负母线之间的第三主开关、第四主开关、第四辅助开关和第三辅助开关；所述第一母线电容的第一端与所述正母线电连接，所述第一母线电容与所述第二母线电容依次串联于正母线及负母线之间；
[0009]所述第一防逆流模块的第一输出端连接于所述第一主开关与所述第二主开关之间，第二输出端连接于所述第三主开关与所述第四主开关之间；
[0010]所述第二防逆流模块的第一输入端连接于所述第一辅助开关与所述第二辅助开关之间，第二输入端连接于所述第三辅助开关与所述第四辅助开关之间；
[0011]所述第一电磁隔离模块的第一输入端连接于所述第一主开关与所述第二主开关之间，第二输入端连接于所述第一辅助开关与所述第二辅助开关之间，第一输出端与所述第二滤波模块的第一输入端电连接，第二输出端与所述第二电磁隔离模块的第二输出端电连接；
[0012]所述第二电磁隔离模块的第一输入端连接于所述第三主开关与所述第四主开关之间，第二输入端连接于所述第三辅助开关与所述第四辅助开关之间，第一输出端与所述第二滤波网络的第二输入端电连接；
[0013]所述第二滤波网络的第一输出端及第二输出端作为所述电源变换装置的输出端。
[0014]可选地，所述第一滤波网络包括第一电容和第一电感；
[0015]所述第一电容的第一端作为所述第一滤波网络的第一输入端，所述第一电容的第二端作为所述第一滤波网络的第二输入端和第二输出端，所述第一电容的第一端与所述第一电感的第一端电连接，所述第一电感的第二端作为所述第一滤波网络的第一输出端；和/或，
[0016]所述第二滤波网络包括第二电感和第二电容；所述第二电感的第一端作为所述第二滤波网络的第一输入端，所述第二电感的第二端与所述第二电容的第一端电连接，所述第二电感的第二端作为所述第二滤波网络的第一输出端，所述第二电容的第二端作为所述第二滤波网络的第二输出端。
[0017]可选地，所述第一防逆流模块包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极及所述第二二极管的阳极电连接后作为所述第一防逆流模块的输入端，所述第一二极管的阴极作为所述第一防逆流模块的第一输出端，所述第二二极管的阴极作为所述第一防逆流模块的第二输出端；和/或，
[0018]所述第二防逆流模块包括第三二极管和第四二极管，所述第三二极管的阴极与所述第四二极管的阴极电连接后作为所述第二防逆流模块的输出端，所述第三二极管的阳极作为所述第二防逆流模块的第一输入端，所述第四二极管的阳极作为所述第二防逆流模块的第二输入端。
[0019]可选地，所述第一电磁隔离模块为第一变压器；和/或，
[0020]所述第二电磁隔离模块为第二变压器。
[0021]可选地，所述第一电磁隔离模块的电压传输比大于等于1，所述第二电磁隔离模块的电压传输比大于等于1。
[0022]可选地，所述第一主开关、所述第二主开关、所述第三主开关、所述第四主开关、所述第一辅助开关、所述第二辅助开关、所述第三辅助开关及所述第四辅助开关中的至少一个为 III
‑
N晶体管。
[0023]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种电源变换系统，所述电源变换系统包括第一方面所述的电源变换装置和开关控制模块；
[0024]所述开关控制模块用于控制所述第一主开关、所述第二主开关、所述第三主开关、所述第四主开关、所述第一辅助开关、所述第二辅助开关、所述第三辅助开关及所述第四辅助开关导通或关断。
[0025]可选地，所述开关控制模块包括第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第五比较器、第一组合逻辑单元和第二组合逻辑单元；
[0026]所述第一比较器的同相输入端输入第一调制波信号，反相输入端输入第一载波信号，输出端与所述第一组合逻辑单元的第三输入端电连接；其中，所述第一调制波信号为正弦信号，所述第一载波信号为锯齿波信号；
[0027]所述第二比较器的同相输入端输入第二调制波信号，反相输入端输入第一载波信号，输出端与所述第一组合逻辑单元的第二输入端电连接；所述第二调制波信号为直流信号；
[0028]所述第三比较器的同相输入端输入第一调制波信号，反相输入端输入第二载波信
号，输出端与所述第二组合逻辑单元的第三输入端电连接；所述第二载波信号为锯齿波信号；
[0029]所述第四比较器的同相输入端输入第二调制波信号，反相输入端输入第二载波信号，输出端与所述第二组合逻辑单元的第二输入端电连接；
[0030]所述第五比较器的同相输入端输入第一调制波信号，反相输入端输入开关控制模块的参考地信号，输出端与所述第一组合逻辑单元及所述第二组合逻辑单元的第一输入端电连接；
[0031]所述第一组合逻辑单元的第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端分别与所述第二主开关的控制端、所述第一主开关的控制端、所述第四主开关的控制端及所述第三主开关的控制端电连接，所述第一组合逻辑单元的逻辑函数为：
[0032]Vgs2＝(Vzero'
·
Vspwm1)'
·
Vpwm1；Vgs1＝Vgs2'；
[0033]Vgs4＝(Vzero
·
Vspwm1)'
·
Vpwm1；Vgs3＝Vgs4'；
[0034]其中，Vgs2、Vgs1、Vgs4及Vgs3分别为所述第一组合逻辑单元第一输出端、第二输出端、第三输出端及第四输出端输出的信号，Vzero、Vpwm1及Vspwm1分别为所述第一组合逻辑单元的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电源变换装置，其特征在于，所述电源变换装置包括：直流电源、第一滤波网络、第一防逆流模块、第二防逆流模块、第一开关网络、第一母线电容、第二母线电容、第二开关网络、第一电磁隔离模块、第二电磁隔离模块和第二滤波网络；所述第一滤波网络的输入端与所述直流电源电连接，第一输出端与所述第一防逆流模块的输入端电连接，第二输出端与所述第二防逆流模块的输出端电连接；所述第一开关网络包括依次串联于正母线与负母线之间的第一主开关、第二主开关、第二辅助开关和第一辅助开关；所述第二开关网络包括依次串联于正母线与负母线之间的第三主开关、第四主开关、第四辅助开关和第三辅助开关；所述第一母线电容与所述第二母线电容依次串联于正母线及负母线之间；所述第一防逆流模块的第一输出端连接于所述第一主开关与所述第二主开关之间，第二输出端连接于所述第三主开关与所述第四主开关之间；所述第二防逆流模块的第一输入端连接于所述第一辅助开关与所述第二辅助开关之间，第二输入端连接于所述第三辅助开关与所述第四辅助开关之间；所述第一电磁隔离模块的第一输入端连接于所述第一主开关与所述第二主开关之间，第二输入端连接于所述第一辅助开关与所述第二辅助开关之间，第一输出端与所述第二滤波模块的第一输入端电连接，第二输出端与所述第二电磁隔离模块的第二输出端电连接；所述第二电磁隔离模块的第一输入端连接于所述第三主开关与所述第四主开关之间，第二输入端连接于所述第三辅助开关与所述第四辅助开关之间，第一输出端与所述第二滤波网络的第二输入端电连接；所述第二滤波网络的第一输出端及第二输出端作为所述电源变换装置的输出端。2.根据权利要求1所述的电源变换装置，其特征在于，所述第一滤波网络包括第一电容和第一电感；所述第一电容的第一端作为所述第一滤波网络的第一输入端，所述第一电容的第二端作为所述第一滤波网络的第二输入端和第二输出端，所述第一电容的第一端与所述第一电感的第一端电连接，所述第一电感的第二端作为所述第一滤波网络的第一输出端；和/或，所述第二滤波网络包括第二电感和第二电容；所述第二电感的第一端作为所述第二滤波网络的第一输入端，所述第二电感的第二端与所述第二电容的第一端电连接，所述第二电感的第二端作为所述第二滤波网络的第一输出端，所述第二电容的第二端作为所述第二滤波网络的第二输出端。3.根据权利要求1所述的电源变换装置，其特征在于，所述第一防逆流模块包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极及所述第二二极管的阳极电连接后作为所述第一防逆流模块的输入端，所述第一二极管的阴极作为所述第一防逆流模块的第一输出端，所述第二二极管的阴极作为所述第一防逆流模块的第二输出端；和/或，所述第二防逆流模块包括第三二极管和第四二极管，所述第三二极管的阴极与所述第四二极管的阴极电连接后作为所述第二防逆流模块的输出端，所述第三二极管的阳极作为所述第二防逆流模块的第一输入端，所述第四二极管的阳极作为所述第二防逆流模块的第二输入端。4.根据权利要求1所述的电源变换装置，其特征在于，所述第一电磁隔离模块为第一变
压器；和/或，所述第二电磁隔离模块为第二变压器。5.根据权利要求4所述的电源变换装置，其特征在于，所述第一电磁隔离模块的电压传输比大于等于1，所述第二电磁隔离模块的电压传输比大于等于1。6.根据权利要求1所述的电源变换装置，其特征在于，所述第一主开关、所述第二主开关、所述第三主开关、所述第四主开关、所述第一辅助开关、所述第二辅助开关、所述第三辅助开关及所述第四辅助开关中的至少一个为III
‑
N晶体管。7.一种电源变换系统，其特征在于，所述电源变换系统包括权利要求1
‑
6任一项所述的电源变换装置和开关控制模块；所述开关控制模块用于控制所述第一主开关、所述第二主开关、所述第三主开关、所述第四主开关、所述第一辅助开关、所述第二辅助开关、所述第三辅助开关及所述第四辅助开关导通或关断。8.根据权利要求7所述的电源变换系统，其特征在于，所述开关控制模块包括第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第五比较器、第一组合逻辑单元和第二组合逻辑单元；所述第一比较器的同相输入端输入第一调制波信号，反相输入端输入第一载波信号，输出端与所述第一组合逻辑单元的第三输入端电连接；其中，所述第一调制波信号为正弦信号，所述第一载波信号为锯齿波信号；所述第二比较器的同相输入端输入第二调制波信号，反相输入端输入第一载波信号，输出端与所述第一组合逻辑单元的第二输入端电连接；所述第二调制波信号为直流信号；所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡茂，裴轶，朱永生，
申请(专利权)人：苏州捷芯威半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：