一种功率变换模组及级联式变换器制造技术

本申请提供一种功率变换模组及级联式变换器，该功率变换模组内部各级联单元的第一侧分别串联连接有耦合电感中相应的绕组，而且两个这样串联连接后的支路串联或并联连接于功率变换模组的级联侧内部两接口之间；进而当多个功率变换模组通过自身级联侧实现级联时，各绕组均被串联接入，相当于本申请将现有技术中的集中式电抗分解成多个分布式电感，各绕组无需再额外设置满足对地绝缘要求的间距，减小了电感在外部额外绝缘的空间需求，提高了功率密度。而且，通过调节该功率变换模组内部的连线，即可实现两级联单元之间的串并联关系转换，使得该功率变换模组能够分别满足大电流需求与高电压需求，进一步提升其适应性。进一步提升其适应性。进一步提升其适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种功率变换模组及级联式变换器


[0001]本申请涉及功率变换器
，特别涉及一种功率变换模组及级联式变换器。

技术介绍

[0002]常规的级联式变换器，会在其每一相的端部串联一个电抗，如图1所示，级联单元1至级联单元
n
串联后在该相的端口串联电抗。由于该电抗对大地电压需要达到系统电压，如35kVac系统中，该电抗对地电压将要达到35kVac，因而，对该电抗的安装需要做特殊考虑，会占据大量的空间，影响系统功率密度。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供一种功率变换模组及级联式变换器，以减小电感在外部额外绝缘的空间需求，提高功率密度。
[0004]为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0005]本申请第一方面提供了一种功率变换模组，包括：耦合电感及两个级联单元；
[0006]各所述级联单元的第一侧，分别与所述耦合电感中对应的绕组串联连接，形成相应的串联支路；
[0007]两个所述串联支路，串联或者并联连接于所述功率变换模组的级联侧内部两接口之间；
[0008]各所述级联单元的第二侧，用于连接所述功率变换模组的电源侧内部接口。
[0009]可选的，两个所述级联单元的第一侧，通过所述耦合电感，串联连接；串联得到的支路两端分别连接所述功率变换模组的级联侧内部两接口。
[0010]可选的，一个所述级联单元，连接相应绕组的异名端；
[0011]另一个所述级联单元，连接另一绕组的同名端；
[0012]两个绕组的另一端相连。
[0013]可选的，两个所述级联单元的第一侧一端并联连接于所述功率变换模组的级联侧内部一个接口；
[0014]两个所述级联单元的第一侧另一端，与所述耦合电感中相应绕组的一端连接，各绕组的另一端并联连接于所述功率变换模组的级联侧内部另一个接口。
[0015]可选的，两个所述级联单元，分别连接相应绕组的同名端；
[0016]两个绕组的异名端相连。
[0017]可选的，所述级联单元为逆变单元；
[0018]所述逆变单元的交流侧作为所述级联单元的第一侧；
[0019]所述逆变单元的直流侧作为所述级联单元的第二侧。
[0020]可选的，所述逆变单元的直流侧与所述功率变换模组的电源侧对应内部接口之间，还设置有：直流变换器；或者，
[0021]所述功率变换模组的电源侧内部接口，通过一个多端口的直流变换器，分别连接
各所述逆变单元的直流侧。
[0022]可选的，所述逆变单元为半桥逆变单元或者全桥逆变单元。
[0023]本申请第二方面还提供一种级联式变换器，包括至少一相级联支路，所述级联支路中包括：至少一个如上述第一方面任一种所述的功率变换模组；
[0024]所述级联支路中所述功率变换模组的个数大于1时，各所述功率变换模组的级联侧外部接口，依次串联连接。
[0025]可选的，所述级联支路中还包括：抑制输出波动的总电感；
[0026]所述总电感串联连接所述级联支路的一端。
[0027]可选的，所述功率变换模组中无直流变换器时，所述级联支路中还包括：多个设置于所述功率变换模组外部的直流变换器；
[0028]各直流变换器与所述级联支路中各所述功率变换模组的级联单元一一对应相连；或者，同一所述功率变换模组中的各级联单元分别连接同一多端口的直流变换器。
[0029]可选的，所述功率变换模组中的级联单元为逆变单元，且所述级联支路的个数为3，三相所述级联支路的交流侧星形连接或者角形连接。
[0030]本申请提供的功率变换模组，其内部各级联单元的第一侧分别串联连接有耦合电感中相应的绕组，而且串联连接后的支路用于连接功率变换模组的级联侧内部接口；进而当多个功率变换模组通过自身级联侧实现级联时，各绕组均被串联接入，相当于本申请将现有技术中的集中式电抗分解成多个分布式电感；由于各绕组的电位与其所接级联单元相近，且级联单元本身与大地之间的间距满足绝缘需求，因而各绕组无需再额外设置满足对地绝缘要求的间距，减小了电感在外部额外绝缘的空间需求，提高了功率密度。而且，通过调节该功率变换模组内部的连线，即可实现两级联单元之间的串并联关系转换，使得该功率变换模组能够分别满足大电流需求与高电压需求，进一步提升其适应性。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利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专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0032]图1为现有技术提供的级联式变换器的结构示意图；
[0033]图2至图4分别为本申请实施例提供的功率变换模组的三种内部结构示意图；
[0034]图5和图6分别为本申请实施例提供的另外两种功率变换模组的级联示意图；
[0035]图7和图8分别为本申请实施例提供的级联单元的两种拓扑图；
[0036]图9至图12分别为本申请实施例提供的级联支路的四种结构示意图；
[0037]图13至图16分别为本申请实施例提供的功率变换模组的四种拓扑图；
[0038]图17和图18分别为本申请实施例提供的级联支路的两种拓扑图；
[0039]图19为本申请实施例提供的级联式变换器的结构示意图；
[0040]图20为本申请实施例提供的级联支路的另一结构示意图。
具体实施方式
[0041]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0042]在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0043]本申请提供一种功率变换模组，以减小电感在外部额外绝缘的空间需求，提高功率密度。
[0044]如图2中所示，该功率变换模组10，包括：耦合电感102及两个级联单元101；图2中以第n个功率变换模组10(简称模组n)为例进行展示，其两个级联单元101分别为级联单元
n1
和级联单元
n2
；其中：
[0045]各级联单元101的第一侧，分别与耦合电感102对应的绕组串联连接，如图2中所示的级联单元
n1
与绕组L1串联连接、级联单元
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率变换模组，其特征在于，包括：耦合电感及两个级联单元；各所述级联单元的第一侧，分别与所述耦合电感中对应的绕组串联连接，形成相应的串联支路；两个所述串联支路，串联或者并联连接于所述功率变换模组的级联侧内部两接口之间；各所述级联单元的第二侧，分别用于连接所述功率变换模组的电源侧内部接口。2.根据权利要求1所述的功率变换模组，其特征在于，两个所述级联单元的第一侧，通过所述耦合电感，串联连接；串联得到的支路两端分别连接所述功率变换模组的级联侧内部两接口。3.根据权利要求2所述的功率变换模组，其特征在于，一个所述级联单元，连接相应绕组的异名端；另一个所述级联单元，连接另一绕组的同名端；两个绕组的另一端相连。4.根据权利要求1所述的功率变换模组，其特征在于，两个所述级联单元的第一侧一端并联连接于所述功率变换模组的级联侧内部一个接口；两个所述级联单元的第一侧另一端，与所述耦合电感中相应绕组的一端连接，各绕组的另一端并联连接于所述功率变换模组的级联侧内部另一个接口。5.根据权利要求4所述的功率变换模组，其特征在于，两个所述级联单元，分别连接相应绕组的同名端；两个绕组的异名端相连。6.根据权利要求1至5任一项所述的功率变换模组，其特征在于，所述级联单元为逆变单元；所述逆变单元的交流侧作为所述级联单元的第一侧；所述逆变单元的直流侧作为所述级联单元的第二侧。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄加才，徐君，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：