[發明專利]一種三電平直直變換器

在審

• 申請號: 201710186361.3
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106877682A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 姚志壘;夏基勝;吳帆;徐靜;王馳;何堅強;薛迎成
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: H02M3/337
• 分類號: H02M3/337
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種變換器，尤其是一種三電平直直變換器。

背景技術

近年來，燃料電池和光伏電池等可再生能源由于具有清潔、安全、無污染和可再生等優點，在分布式發電系統和電動汽車中得到廣泛應用。在分布式發電系統中，光伏電池的輸出通常都是變化范圍寬的直流電，而并網逆變器的輸入需要恒定的直流電，因此，需要直直變換器把寬變化范圍的直流電轉換為適合并網的恒定的直流電。在電動汽車領域中，往往需要將燃料電池或蓄電池提供寬范圍變化的直流電轉換為較高電壓的直流電，如380V。在寬輸入電壓范圍的場合，傳統電壓源變換器存在輸入電流脈動大和輸出整流二極管電壓應力高的問題，而傳統電流源變換器存在輸出電流脈動大和開關管電壓應力高的問題。

公開文獻(CN 101388609B)公開的一種低壓寬輸入推挽正激三電平變換器，解決了上述問題，可工作在三電平和兩電平2種工作模式，具有低的整流二極管電壓應力，小的輸入和輸出電流脈動。但存在1個箝位電容，在低壓場合需要經過大電流，須多個電容并聯進行分流，造成變換器成本較高，不利于推廣應用。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中變換器的缺點，提出一種整流二極管電壓應力低和適合寬輸入電壓的三電平直直變換器。

本發明的三電平直直變換器，包括輸入電源U_in、輸入分壓電容電路、第一三電平支路、第二三電平支路、隔離變壓器、全橋整流電路及濾波電路，其中輸入分壓電容電路包括第一分壓電容C₁和第二分壓電容C₂，第一三電平支路包括第一開關管S₁、第二開關管S₂和第五開關管S₅，第二三電平支路包括第三開關管S₃、第四開關管S₄和第六開關管S₆，隔離變壓器包括第一原邊繞組N_P1、第二原邊繞組N_P2和副邊繞組N_S，全橋整流電路包括第一二極管D₁、第二二極管D₂、第三二極管D₃和第四二極管D₄，濾波電路包括濾波電感L_f和濾波電容C_f。具體拓撲結構為：具體拓撲結構為：輸入電源U_in的正極分別連接第一分壓電容C₁的正端、第一開關管S₁的一端和隔離變壓器第二原邊繞組N_P1的異名端，輸入電源U_in的負極分別連接第二分壓電容C₂的負端、隔離變壓器第一原邊繞組N_P1的異名端和第四開關管S₄的一端，第二分壓電容C₂的正端分別連接第一分壓電容C₁的負端、第五開關管S₅的一端和第六開關管S₆的一端，第五開關管S₅的另一端分別連接第一開關管S₁的另一端和第二開關管S₂的一端，第六開關管S₆的另一端分別連接第三開關管S₃的一端和第四開關管S₄的另一端，第二開關管S₂的另一端連接隔離變壓器第一原邊繞組N_P1的同名端，第三開關管S₃的另一端連接隔離變壓器第二原邊繞組N_P2的同名端；隔離變壓器副邊繞組N_S的異名端連接第三二極管D₃的陽極和第四二極管D₄的陰極，隔離變壓器副邊繞組N_S的同名端連接第一二極管D₁的陽極和第二二極管D₃的陰極，第一二極管D₁的陰極連接第三二極管D₃的陰極構成全橋整流電路的正端，第二二極管D₂的陽極連接第四二極管D₄的陽極構成全橋整流電路的負端；濾波電感L_f的一端連接全橋整流電路的正端，濾波電感L_f的另一端連接濾波電容C_f的正端，濾波電容C_f的負端連接全橋整流電路的負端。

第五開關管和第六開關管具有反并聯二極管；第一～第六開關管為IGBT或MOSFET。