一种交直流双向电源串联升压装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于电子电路技术领域，公开了一种交直流双向电源串联升压装置，包括两路三相AC

【技术实现步骤摘要】
一种交直流双向电源串联升压装置


[0001]本技术属于电子电路
，具体涉及一种交直流双向电源串联升压装置。

技术介绍

[0002]在现有的储能变流器系统中，电路拓扑采用前后两级组成，即如图1所示，前级采用AC
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DC变换器，后级采用DC
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DC变换器，前级AC
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DC一般采用两电平的PWM整流变换器，实现交直流的能量双向流动，主要的控制策略是闭环控制输出恒定直流电压，给后级DC
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DC变换器的输入提供稳定的直流电压，后级的DC
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DC变换器实现直流电压的宽范围变化，如24V
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1000V，同时实现恒压、恒流、恒功率、恒阻等多种控制功能。
[0003]在直流1000V以下的电压等级中，采用市面常规、大量应用的低电压等级的IGBT功率开关器件就可以满足需求，但是，随着储能系统的快速发展，直流电压变化范围要实现在50V
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1800V间任意调节输出，若采用目前储能变流器拓扑，就要采用更高电压等级(如3300V电压等级)的IGBT功率开关器件，才能满足应用要求，这样就会带来以下几方面的问题：1、高电压等级的IGBT功率开关器件的价格要高出低电压等级IGBT功率开关器件许多(6
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10)倍，导致成本增加，设备无价格优势；2、采用高电压等级的IGBT功率开关器件的供货周期普遍要在12个月以上，供货时间太长，满足不了下游客户的实际供货时间需要；3、高电压等级的IGBT功率开关器件的功耗更大，且设备的通风散热系统要整体全新设计，增加了实际运营管理成本。因此，现有的储能变流器升压电路有待改进。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种交直流双向电源串联升压装置，用以解决现有技术中存在的上述问题。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0006]本技术提供一种交直流双向电源串联升压装置，包括两路三相AC
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DC变换电路和两个串联的DC
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DC拓扑电路，所述DC
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DC拓扑电路包括两个串接的功率开关器件，其中一个作为内管，另一个作为外管，两个功率开关器件的共联端作为升压输出端，同一DC
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DC拓扑电路两个功率开关器件的升压输入端分别连接一路三相AC
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DC变换电路的两个直流输出端，两路DC
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DC拓扑电路通过两个内管的升压输入端串接在一起，且两路DC
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DC拓扑电路的升压输出端分别为输出正极和输出负极。
[0007]在一个可能的设计中，所述DC
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DC拓扑电路两个功率开关器件的升压输入端之间连接有输入电容，且对应三相AC
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DC变换电路的两个直流输出端分别连接在输入电容的两端。
[0008]在一个可能的设计中，所述输出正极和输出负极分别连接有直流电感。
[0009]在一个可能的设计中，在两个直流电感的输出端上并联有输出电容。
[0010]在一个可能的设计中，所述功率开关器件采用绝缘栅双极型晶体管。
[0011]在一个可能的设计中，所述三相AC
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DC变换电路包括三相交流电源端和PWM整流变换器，所述PWM整流变换器的三相输入端分别对接三相交流电源端。
[0012]在一个可能的设计中，所述三相交流电源端和PWM整流变换器之间连接有工频隔离变压器。
[0013]在一个可能的设计中，所述PWM整流变换器与工频隔离变压器之间连接有交流电感。
[0014]有益效果：本技术采用双路AC
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DC变换电路和DC
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DC拓扑电路进行合理的组合设计，使得低压的功率开关器件可无障碍应用到高电压的储能变流器系统中，并且稳定性、可靠性及动态响应性几乎不受影响，装置的通用性得到很大的提高，可以有效解决采用高压功率开关器件时存在的成本高、供货周期长和功耗大的问题，投入生产后能给下游客户提供更合理的价格产品和更短的交货期。本技术可应用于直流电压在1200V到1800V间的负载或电源系统，如高压储能系统、监控监测、轨道交通系统等。
附图说明
[0015]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。
[0016]图1为现有储能变流器系统的电路示意图；
[0017]图2为本技术实施例提供的装置的电路示意图；
[0018]图3为本技术实施例中两路三相AC
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DC变换电路输出串联电路示意图；
[0019]图4为现有DC
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DC变换电路的电路示意图；
[0020]图5为现有DC
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DC变换电路更改参考点极性后的电路示意图；
[0021]图6为将图4和图5所示电路串联组合后的示意图；
[0022]图7为将图6所示电路优化后得到的双DC
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DC拓扑电路串联示意图。
具体实施方式
[0023]在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本技术，但并不构成对本技术的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本技术的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本技术，并且不应当理解为本技术限制在本文阐述的实施例中。
[0024]应当理解，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在实施例中的具体含义。
[0025]在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得实施例不清楚。
[0026]实施例：
[0027]本实施例提供了一种交直流双向电源串联升压装置，如图2所示，包括两路三相AC
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DC变换电路和两个串联的DC
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DC拓扑电路，所述DC
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DC拓扑电路包括两个串接的功率开关器件，其中一个作为内管，另一个作为外管，两个功率开关器件的共联端作为升压输出端，同一DC
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DC拓扑电路两个功率开关器件的升压输入端分别连接一路三相AC
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交直流双向电源串联升压装置，其特征在于，包括两路三相AC
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DC变换电路和两个串联的DC
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DC拓扑电路，所述DC
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DC拓扑电路包括两个串接的功率开关器件，其中一个作为内管，另一个作为外管，两个功率开关器件的共联端作为升压输出端，同一DC
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DC拓扑电路两个功率开关器件的升压输入端分别连接一路三相AC
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DC变换电路的两个直流输出端，两路DC
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DC拓扑电路通过两个内管的升压输入端串接在一起，且两路DC
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DC拓扑电路的升压输出端分别为输出正极和输出负极。2.根据权利要求1所述的一种交直流双向电源串联升压装置，其特征在于，所述DC
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DC拓扑电路的两个功率开关器件的升压输入端之间连接有输入电容，且对应三相AC
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【专利技术属性】
技术研发人员：谢宏伟，曹倩茹，
申请(专利权)人：西安朗腾电气技术有限公司，
类型：新型
国别省市：