[發明專利]一種模塊化高壓直流變換裝置及其控制方法

無效

• 申請號: 201410290807.3
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104052292A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 石巍;方太勛;王宇;楊浩;楊兵;呂瑋
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28;H02M3/335;H02M1/32
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• 代理人: 暫無信息

1.一種模塊化高壓直流變換裝置，其特征在于,至少兩個隔離型低壓直流變換模塊構成，所述至少兩個隔離型低壓直流變換模塊的輸入端串聯連接、輸出端并聯連接；

所述的隔離型低壓直流變換模塊由高壓側旁路單元(1)、雙有源全橋直流變換單元(2)、低壓側隔離單元(3)組成；所述高壓側旁路單元的輸入端即為所述隔離型低壓直流變換模塊的高壓側輸入端，所述高壓側旁路單元的輸出端與所述雙有源全橋直流變換單元的輸入端相連接，雙有源全橋直流變換單元的輸出端與低壓側隔離單元的輸入端相連接，低壓側隔離單元的輸出端即為隔離型低壓直流變換模塊的低壓側輸出端。

2.如權利要求1所述的一種模塊化高壓直流變換裝置，其特征在于：

所述的高壓側旁路單元由機械式旁路開關D1和兩只帶有反并聯二極管的半導體器件Q1、Q2組成，具體連接方式是：機械式旁路開關D1和半導體器件Q2并聯連接于高壓側旁路單元的正輸入端和負輸入端；半導體器件Q1與半導體器件Q2串聯連接，即半導體器件Q1的發射極與半導體器件Q2的集電極相連接于高壓側旁路單元的正輸入端；半導體器件Q1的集電極連接于高壓側旁路單元的正輸出端；半導體Q2的發射極連接于高壓側旁路單元的負輸出端；

所述的雙有源全橋變換單元由半導體器件(Q3～Q10)、電容器(C1～C3)、高頻變壓器(T1)和無源器件(Z1)組成，具體連接方式是：電容器C1的正端、半導體器件Q3的集電極、半導體器件Q4的集電極相連接于雙有源全橋變換單元的正輸入端，電容器C1的負端、半導體器件Q5的發射極、半導體器件Q6的發射極相連接于雙有源全橋變換單元的負輸入端，半導體器件Q3的發射極和半導體器件Q5的集電極相連接于a連接點，半導體器件Q4的發射極和半導體器件Q6的集電極相連接于b連接點，電容器C2的正端、半導體器件Q7的集電極、半導體器件Q8的集電極相連接于雙有源全橋變換單元的正輸出端，電容器C2的負端、半導體器件Q9的發射極、半導體器件Q10的發射極相連接于雙有源全橋變換單元的負輸出端，電容器C2的負端與電容器C3的正端相連于e連接點，半導體器件Q7的發射極和半導體器件Q9的集電極相連接于c連接點，半導體器件Q8的發射極和半導體器件Q10的集電極相連接于d連接點，a連接點、b連接點與無源阻抗Z1的輸入端相連接，無源阻抗Z1的輸出端與高頻變壓器T1的輸入端相連接，高頻變壓器T1的輸出端與連接點c、連接點d相連接；

所述的低壓側隔離單元由三相機械式隔離開關D2組成。

3.如權利要求1所述的一種模塊化高壓直流變換裝置，其特征在于：

所述的高壓側旁路開關D1和低壓側隔離開關D2承受低壓直流電壓，為低壓機械式開關或接觸器。

4.如權利要求1所述的一種模塊化高壓直流變換裝置的控制方法，其特征在于：

當n個模塊化高壓直流變換裝置運行時，其中w個隔離型低壓直流變換模塊處于工作狀態、剩余n-w個模塊處于熱備用狀態，其中，n≥2,0<w<n；

工作狀態的隔離型低壓直流變換模塊，其高壓側旁路單元的旁路開關D1處于分開狀態、半導體器件Q2處于閉鎖狀態、半導體器件Q1處于開通狀態，低壓側的隔離單元的隔離開關D2處于閉合狀態，雙有源全橋變換單元處于功率變換狀態；每個工作狀態下的隔離型低壓直流變換模塊的輸入電壓為高壓直流變換裝置輸入電壓的1/w、輸出電壓為高壓直流變換裝置的輸出電壓；

熱備用狀態的隔離型低壓直流變換模塊，其高壓側旁路單元(1)的旁路開關D1處于分開狀態、半導體器件Q2處于開通狀態、半導體器件Q1處于閉鎖狀態，低壓側的隔離單元的隔離開關D2處于閉合狀態，雙有源全橋變換單元處于空載運行狀態；每個熱備用狀態下的隔離型低壓直流變換模塊的輸入電壓為高壓直流變換裝置輸入電壓的1/w、輸出電壓為高壓直流變換裝置的輸出電壓；

當所述工作狀態的隔離型低壓直流變換模塊發生故障時，退出故障模塊、將熱備用狀態的隔離型低壓直流變換模塊投入；所述退出故障模塊的具體方法為：故障模塊通過閉合機械式旁路開關D1、開通半導體開關Q2、閉鎖半導體器件Q1、閉鎖半導體器件Q3～Q10、分開機械式隔離開關D2可實現從系統中退出；熱備用模塊通過閉鎖半導體開關Q2、開通半導體開關Q1實現投入到系統中。