[發明專利]混合型原邊抽頭可控式平衡變換器

有效

• 申請號: 201710546159.7
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107332442B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 楊世彥;王鵬;廉玉欣;祖光鑫;楊威
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/12;H01F29/02;H02M7/02
• 代理公司: 23109 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 岳泉清

1.混合型原邊三抽頭可控式平衡變換器，其特征在于，它包括平衡電抗器(1)、混合型原邊抽頭可控電路(2)、單相全橋不控整流電路(3)，

平衡電抗器(1)的原邊線圈有三個抽頭，三個抽頭點分別為P點、O點和Q點，且O點為原邊線圈的中心，P點和Q點的兩個抽頭以O點為中心對稱設置，

電網的三相電壓輸入端，經過移相變壓器后連接整流模塊1(4)的交流輸入端和整流模塊2(5)的交流輸入端，平衡電抗器(1)原邊線圈的一端與整流模塊1(4)的輸出正極端A點相連，平衡電抗器(1)原邊線圈的另一端與整流模塊2(5)的輸出正極端B點相連，

平衡電抗器(1)原邊線圈的抽頭點P點連接混合型原邊抽頭可控電路(2)中二極管D₁₁的陽極，平衡電抗器(1)原邊線圈的抽頭點Q點連接混合型原邊抽頭可控電路(2)中二極管D₁₂的陽極，平衡電抗器(1)原邊線圈的抽頭點O點連接混合型原邊抽頭可控電路(2)中二極管D₁₃的陽極，

混合型原邊抽頭可控電路(2)中二極管D₁₁的陰極連接開關管S₁的漏極，二極管D₁₂的陰極連接開關管S₂的漏極，

混合型原邊抽頭可控電路(2)中開關管S₁的源極同時連接開關管S₂的源極、二極管D₁₃的陰極、負載(6)的正極端M點和單相全橋不控整流電路(3)的輸出正極端，

負載(6)的負極端N點同時連接單相全橋不控整流電路(3)的輸出負極端、整流模塊1(4)的輸出負極端和整流模塊2(5)的輸出負極端，

平衡電抗器(1)副邊線圈輸出端與單相全橋不控整流電路(3)相連；

根據混合型原邊抽頭可控電路(2)中開關管S₁和開關管S₂的工作狀態、整流模塊1(4)的輸出電壓u_d1與整流模塊2(5)的輸出電壓u_d2的大小關系以及平衡電抗器(1)副邊電壓u₂與負載(6)兩端電壓u_d的大小關系，共有五種工作模態：

第一種工作模態：當平衡電抗器(1)副邊電壓u₂的絕對值小于負載(6)兩端電壓u_d且混合型原邊抽頭可控電路(2)中開關管S₁和開關管S₂關斷時，二極管D₂₁、二極管D₂₂、二極管D₂₃和二極管D₂₄均反向截止，電流i_n1和i_n2等于零，單相全橋不控整流電路(3)不工作，輸出總電流i_n等于零；混合型原邊抽頭可控電路(2)中二極管D₁₃導通，電流i_m3大于零，而電流i_m1和電流i_m2等于零，混合型原邊抽頭可控電路(2)輸出總電流i_m等于電流i_m3；由基爾霍夫電流定律可知，負載(6)電流i_d等于電流i_n與電流i_m之和，因此負載(6)電流i_d等于電流i_m3；

第二種工作模態：當平衡電抗器(1)副邊電壓u₂的絕對值小于負載(6)兩端電壓u_d、整流模塊1(4)的輸出電壓u_d1小于整流模塊2(5)的輸出電壓u_d2且混合型原邊抽頭可控電路(2)中開關管S₁關斷、開關管S₂開通時，二極管D₂₁、二極管D₂₂、二極管D₂₃和二極管D₂₄均反向截止，電流i_n1和i_n2等于零，單相全橋不控整流電路(3)不工作，輸出總電流i_n等于零；混合型原邊抽頭可控電路(2)中二極管D₁₂導通，電流i_m2大于零，二極管D₁₁和二極管D₁₃反向截止，電流i_m1和電流i_m3等于零，混合型原邊抽頭可控電路(2)輸出總電流i_m等于電流i_m2；由基爾霍夫電流定律可知，負載(6)電流i_d等于電流i_n與電流i_m之和，因此負載(6)電流i_d等于電流i_m2；

第三種工作模態：當平衡電抗器(1)副邊電壓u₂的絕對值小于負載(6)兩端電壓u_d、整流模塊1(4)的輸出電壓u_d1大于整流模塊2(5)的輸出電壓u_d2且混合型原邊抽頭可控電路(2)中開關管S₁開通、開關管S₂關斷時，二極管D₂₁、二極管D₂₂、二極管D₂₃和二極管D₂₄均反向截止，電流i_n1和i_n2等于零，單相全橋不控整流電路(3)不工作，輸出總電流i_n等于零；混合型原邊抽頭可控電路(2)中二極管D₁₁導通，電流i_m1大于零，二極管D₁₂和二極管D₁₃反向截止，電流i_m2和電流i_m3等于零，混合型原邊抽頭可控電路(2)輸出總電流i_m等于電流i_m1；由基爾霍夫電流定律可知，負載(6)電流i_d等于電流i_n與電流i_m之和，因此負載(6)電流i_d等于電流i_m1；

第四種工作模態：當平衡電抗器(1)副邊電壓u₂的負值大于負載(6)兩端電壓u_d、整流模塊1(4)的輸出電壓u_d1小于整流模塊2(5)的輸出電壓u_d2且混合型原邊抽頭可控電路(2)中開關管S₁關斷、開關管S₂開通時，二極管D₂₂和二極管D₂₃正向導通，電流i_n2大于零，二極管D₂₁和二極管D₂₄反向截止，電流i_n1等于零，單相全橋不控整流電路(3)工作，輸出總電流i_n等于電流i_n2；混合型原邊抽頭可控電路(2)中二極管D₁₂導通，電流i_m2大于零，二極管D₁₁和二極管D₁₃反向截止，電流i_m1和電流i_m3等于零，混合型原邊抽頭可控電路(2)輸出總電流i_m等于電流i_m2；由基爾霍夫電流定律可知，負載(6)電流i_d等于電流i_n與電流i_m之和，因此負載(6)電流i_d等于電流i_n2與電流i_m2之和；

第五種工作模態：當平衡電抗器(1)副邊電壓u₂的正值大于負載(6)兩端電壓u_d、整流模塊1(4)的輸出電壓u_d1大于整流模塊2(5)的輸出電壓u_d2且混合型原邊抽頭可控電路(2)中開關管S₁開通、開關管S₂關斷時，二極管D₂₁和二極管D₂₄正向導通，電流i_n1大于零，二極管D₂₂和二極管D₂₃反向截止，電流i_n2等于零，單相全橋不控整流電路(3)工作，輸出總電流i_n等于電流i_n1；混合型原邊抽頭可控電路(2)中二極管D₁₁導通，電流i_m1大于零，二極管D₁₂和二極管D₁₃反向截止，電流i_m2和電流i_m3等于零，混合型原邊抽頭可控電路(2)輸出總電流i_m等于電流i_m1；由基爾霍夫電流定律可知，負載(6)電流i_d等于電流i_n與電流i_m之和，因此負載(6)電流i_d等于電流i_n1與電流i_m1之和。