[發明專利]一種無母線四端口雙極DC?DC變換器

有效

• 申請號: 201410360478.5
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104218796B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 姚良忠;許曉慧;李琰;楊波;曹遠志;盧俊峰;蔡旭;朱淼;張建文;馬建軍;丁杰;陶以彬;李官軍;崔紅芬;王德順;周晨;劉歡;鄢盛馳;王志冰;孫蔚;胡金杭;馮鑫振;吳婧;朱紅保;李躍龍
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;上海交通大學;江蘇省電力公司
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種DC-DC變換器，具體涉及一種新型無母線四端口雙極DC-DC變換器。

背景技術

直流供電系統中的直流配電將整流輸出的直流和蓄電池組輸出的直流匯接成不間斷的直流輸出母線，再分接為各種容量的負載供電支路，傳入相應熔斷器或負荷開關后向負載供電。

與傳統的交流配電網比，直流配電網具有下述優點：

①：減小電能變換中的交流環節，在減少系統元件數的同時，降低了變流器損耗；不存在渦流損耗和無功功率，降低線路損耗；

②：便于分布式電源與負載連接；

③：提高電能質量與供電可靠性；

④：提供更為經濟的照明選擇。

現有直流配電網包括兩線制、三線制(雙極)和五線制；其中雙極系統由于具備單極運行能力，降低線路耐壓，便于負載接入電壓選擇等優點而受到廣泛關注。將多個雙極直流系統互聯將有助于降低系統中總儲能裝置容量、提高供電可靠性；因此需要提供一種具有多端的雙極直流變換器。

發明內容

為了滿足現有技術的需要，本發明提供了一種新型無母線四端口雙極DC-DC變換器，所述變換器包括由變換器單元組依次連接形成的環形架構；所述變換器單元組包括兩個相連的變換器單元；所述變換器單元組的數目為四；

所述變換器單元的電力電子器件支路包括兩個同向連接的電力電子器件，所述電力電子器件支路的數目為二；所述電力電子器件的連接點之間通過電抗器相連。

優選的，所述變換器單元組的變換器單元連接點接地；

優選的，所述變換器單元組內，一個變換器單元的通過發射極與電抗器兩端連接的電力電子器件分別與另一個變換器單元的通過集電極與電抗器兩端連接的電力電子器件相連；

優選的，所述變換器單元組的端口包括兩個電力電子器件集電極端口和兩個電力電子器件發射極端口；

優選的，所述變換器單元組通過所述電力電子器件集電極端口分別與相鄰的所述變換器單元組的一個電力電子器件集電極端口相連；所述變換器單元組通過所述電力電子器件發射極端口與相鄰的所述變換器單元組的一個電力電子器件發射極端口相連；

優選的，相鄰的所述變換器單元組之間，所述電力電子器件集電極端口的連接點與變換器單元的連接點之間并聯穩壓電容，所述電力電子器件發射極端口的連接點與所述變換器單元的連接點之間并聯穩壓電容；

優選的，所述變換器的端口的兩端分別與兩個相鄰的所述變換器單元組的電力電子器件集電極端口的連接點和電力電子器件發射極端口的連接點相連；

優選的，所述變換器的兩個相鄰端口之間通過一級變換器單元組連接；所述變換器的兩個不相鄰端口之間通過兩級變換器單元組連接。

與最接近的現有技術相比，本發明的優異效果是：

1、本發明技術方案中，變換器單元能夠實現過流保護，從而使得變換器的任意一個或多個端口發生外部短路故障時，對故障端口的切除，而保證其它端口的正常運行；

2、本發明技術方案中，變換器單元的工作模式包括雙向Buck模式、雙向Boost模式和雙向Buck-Boost模式，從而利于變換器接入不同電壓等級時靈活調整接入的端口，以及通過調制電力電子器件的導通、關斷狀態調整變換器的工作模式；該四端雙極變換器具備寬輸入電壓范圍的特性；

3、本發明提供的一種新型無母線四端口雙極DC-DC變換器，具備功率雙向流動能力，能夠同時適用于所接直流系統的不同運行工況；

4、本發明提供的一種新型無母線四端口雙極DC-DC變換器，不存在公共母線，從而避免了母線側故障導致變換器的停運，提升了變換器的整體可靠性；

5、本發明提供的一種新型無母線四端口雙極DC-DC變換器，采用非隔離型結構可以降低變換器體積與重量；

6、本發明提供的一種新型無母線四端口雙極DC-DC變換器，夠降低功率轉換級數，提升變換器功率變換的效率；

7、本發明提供的一種新型無母線四端口雙極DC-DC變換器，采用相同變換電路單元，便于模塊化生產。

附圖說明

下面結合附圖對本發明進一步說明。

圖1是：本發明實施例中變換器單元的拓撲結構圖；

圖2是：本發明實施例中變換器單元組的拓撲結構圖；

圖3是：本發明實施例中無母線四端口雙極DC-DC變換器的拓撲結構圖。

具體實施方式