[發明專利]一種交直流混合的四端口電力電子變壓器

在審

• 申請號: 201710882899.8
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107546965A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 張桂東;陳杰;王志洋;陳思哲;章云
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H02M1/10
• 分類號: H02M1/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術領域

本發明涉及變壓器技術領域，特別是涉及一種交直流混合的四端口電力電子變壓器。

背景技術

由于傳統變壓器的低轉換效率及較大的體積，電力電子變壓器近幾年得到了飛速發展。然而，現有的電力電子變壓器仍存在較多的技術難題，請參照圖1，圖1為現有技術中的一種電力電子變壓器的結構示意圖，現有技術中的電力電子變壓器通常有如下缺點：

1)電力電子變壓器的同一橋臂上的開關管交替導通的過程中若因為誤觸發導致同時開通時，會損壞開關管甚至燒毀電源，對電路造成較大的影響。

2)現有的電力電子變壓器通常只能完成降壓逆變，當需要升壓時，需額外在前級加入一級升壓電路，或者在輸出端加入變壓器以提高輸出電壓，但在前級加入一級升壓電路會導致整體電路的控制變得復雜且效率低，若在輸出端加入變壓器會增大電路的體積和成本。

3)現有技術中的電力電子變壓器無法既能實現可控交流輸出，又能實現直流輸出，適用范圍窄。

4)現有的電力電子變壓器通常是單輸出，無法滿足日益增長的工業發展需求。

因此，如何提供一種解決上述技術問題的方案是本領域技術人員目前需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種交直流混合的四端口電力電子變壓器，不會發生直通現象，安全性高；可以得到升降壓可調的交流輸出或者升降壓可調的直流輸出，適用范圍廣，控制簡單，效率高，成本低且體積小；同時，本申請包括三個輸出端口，能夠同時為多個負載供電，很好地滿足了工業發展需求。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種交直流混合的四端口電力電子變壓器，包括直流電源、第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管、第一電感、第二電感、第一電容及第二電容，其中：

所述直流電源的輸出正端分別與所述第一開關管的第一端及所述第三開關管的第一端連接，所述第一開關管的第二端分別與所述第二開關管的第一端及所述第一電感的第一端連接，所述第二開關管的第二端與所述第一電容的正極連接，其公共端與負載的第一端連接，所述第一電感的第二端分別與所述第二電感的第一端、所述直流電源的輸出負端、所述第一電容的負極及所述第二電容的負極連接，所述第三開關管的第二端分別與所述第二電感的第二端及所述第四開關管的第一端連接，所述第四開關管的第二端與所述第二電容的正極連接，其公共端與所述負載的第二端連接；

所述變壓器的輸出電壓其中，D₁為所述第一開關管的占空比，D₃為所述第三開關管的占空比，V_d為所述直流電源的輸出電壓。

優選地，所述直流電源為第一新能源電源。

優選地，所述第一新能源電源為第一光伏板。

優選地，所述直流電源為儲能電池。

優選地，所述第一開關管、所述第二開關管、所述第三開關管及所述第四開關管均為NMOS，NMOS的漏極作為所述第一開關管、所述第二開關管、所述第三開關管及所述第四開關管的第一端，NMOS的源極作為所述第一開關管、所述第二開關管、所述第三開關管及所述第四開關管的第二端。

優選地，還包括：

輸出正端與所述第一電容的正極連接、輸出負端與所述第一電容的負極連接的第二新能源電源；

輸出正端與所述第二電容的正極連接、輸出負端與所述第二電容的負極連接的第三新能源電源。

優選地，所述第二新能源電源為第二光伏板，所述第三新能源電源為第三光伏板。

優選地，還包括：

輸出正端與所述第一電容的正極連接、輸出負端與所述第一電容的負極連接的第一新能源電壓跟隨模塊，用于跟隨所述第一電容兩端的電壓；

輸出正端與所述第二電容的正極連接、輸出負端與所述第二電容的負極連接的第二新能源電壓跟隨模塊，用于跟隨所述第二電容兩端的電壓。

優選地，所述第一新能源電壓跟隨模塊和所述第二新能源電壓跟隨模塊均包括第四光伏板和升壓模塊，所述升壓模塊的輸入正端與所述第四光伏板的輸出正端連接，所述升壓模塊的輸入負端與所述第四光伏板的輸出負端連接，所述升壓模塊的輸出正端作為所在新能源電壓跟隨模塊的輸出正端，所述升壓模塊的輸出負端作為所在新能源電壓跟隨模塊的輸出負端。

優選地，所述升壓模塊包括第五開關管、第三電感和二極管，其中：