[發(fā)明專利]一種具有冗余能力的雙極性軟開關(guān)直流變壓器

在審

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• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107968570A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾嶸;趙彪;宋強(qiáng);李建國
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/32
• 代理公司: 北京知聯(lián)天下知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11594
• 代理人: 王沖,吳鑫

1.一種軟開關(guān)直流變壓器，包括一臺或多臺開關(guān)電容串聯(lián)諧振變換電路單元SCSRC，所述開關(guān)電容串聯(lián)諧振變換電路單元SCSRC包括H橋結(jié)構(gòu)的中壓側(cè)直流電路和低壓直流側(cè)電路，其特征在于：低壓直流側(cè)電路包括兩個(gè)串聯(lián)的不控整流橋，引出雙極性直流電壓。

2.如權(quán)利要求1所述的軟開關(guān)直流變壓器，其特征在于：多臺開關(guān)電容串聯(lián)諧振變換電路單元SCSRC中首臺SCSRC中壓側(cè)直流電路第一連接端通過電感L與中壓直流側(cè)的正極相連；第N-1臺SCSRC的中壓側(cè)直流電路第二連接端子與第N臺SCSRC的中壓側(cè)直流電路第一連接端子相連；第N臺開關(guān)電容串聯(lián)諧振變換器SCSRC的中壓側(cè)直流電路第二連接端子與中壓直流側(cè)的負(fù)極相連；形成中壓直流側(cè)電路串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中N為大于等于2的正整數(shù)。

3.如權(quán)利要求1或2所述的軟開關(guān)直流變壓器，其特征在于：每臺所述開關(guān)電容串聯(lián)諧振變換電路單元SCSRC的H橋結(jié)構(gòu)的中壓側(cè)直流電路包括5個(gè)帶反并聯(lián)二極管的開關(guān)管S1～S5、1個(gè)直流電容C1。

4.如權(quán)利要求3所述的軟開關(guān)直流變壓器，其特征在于：每臺所述開關(guān)電容串聯(lián)諧振變換電路單元SCSRC的低壓直流側(cè)電路包括8個(gè)二極管M1～M8，2個(gè)高頻隔離變壓器T1和T2，2個(gè)諧振電容Cs1和Cs2、以及2個(gè)直流電容C2、C3，形成兩個(gè)串聯(lián)的不控整流橋，引出雙極性直流電壓。

5.如權(quán)利要求4所述的軟開關(guān)直流變壓器，其特征在于：所述開關(guān)管S1、S3的集電極、所述開關(guān)管S5的發(fā)射極連接于所述開關(guān)電容串聯(lián)諧振變換器SCSRC的第一端子；所述開關(guān)管S2、S4的發(fā)射極、所述直流電容C1的負(fù)極連接于所述開關(guān)電容串聯(lián)諧振變換器SCSRC的第二端子；所述開關(guān)管S5的集電極連接于所述直流電容C1的正極；所述開關(guān)管S1的發(fā)射極與所述開關(guān)管S2的集電極連接，形成第一連接點(diǎn)；所述開關(guān)管S3的發(fā)射極與所述開關(guān)管S4的集電極連接，形成第二連接點(diǎn)。

6.如權(quán)利要求5所述的軟開關(guān)直流變壓器，其特征在于：所述二極管M1、M2串聯(lián)，所述二極管M3、M4串聯(lián)；所述二極管M1、M3的負(fù)極與所述直流電容C2的正極并聯(lián)引出直流電壓+VLV極；所述二極管M2、M4的正極與所述直流電容C2的負(fù)極并聯(lián)引出直流電壓0極；所述二極管M5、M6串聯(lián)，所述二極管M7、M8串聯(lián)；所述二極管M5、M7的負(fù)極與所述直流電容C3的正極并聯(lián)引出直流電壓0極；所述二極管M6、M8的正極與所述直流電容C3的負(fù)極并聯(lián)引出直流電壓-VLV極；所述二極管M1的正極與所述二極管M2的負(fù)極連接形成第三連接點(diǎn)；所述二極管M3的正極與所述二極管M4的負(fù)極連接形成第四連接點(diǎn)；所述二極管M5的正極與所述二極管M6的負(fù)極連接形成第五連接點(diǎn)；所述二極管M7的正極與所述二極管M8的負(fù)極連接形成第六連接點(diǎn)。

7.如權(quán)利要求6所述的軟開關(guān)直流變壓器，其特征在于：所述第一連接點(diǎn)、第二連接點(diǎn)與所述諧振電容Cs1以及所述高頻隔離變壓器T1的高壓側(cè)繞組串聯(lián)連接；所述第一連接點(diǎn)、第二連接點(diǎn)與所述諧振電容Cs2以及所述高頻隔離變壓器T2的高壓側(cè)繞組串聯(lián)連接；所述第三連接點(diǎn)、第四連接點(diǎn)與所述高頻隔離變壓器T1的低壓側(cè)繞組串聯(lián)連接；所述第五連接點(diǎn)、第六連接點(diǎn)與所述高頻隔離變壓器T2的低壓側(cè)繞組串聯(lián)連接。

8.如權(quán)利要求3所述的軟開關(guān)直流變壓器，其特征在于：每臺所述開關(guān)電容串聯(lián)諧振變換電路單元SCSRC的低壓直流側(cè)電路包括8個(gè)二極管M1～M8，1個(gè)三繞組高頻變壓器T，一個(gè)諧振電容Cs，以及2個(gè)直流電容C2、C3，形成兩個(gè)串聯(lián)的不控整流橋，引出雙極性直流電壓。

9.如權(quán)利要求8所述的軟開關(guān)直流變壓器，其特征在于：所述開關(guān)管S1、S3的集電極、所述開關(guān)管S5的發(fā)射極連接于所述開關(guān)電容串聯(lián)諧振變換器SCSRC的第一端子；所述開關(guān)管S2、S4的發(fā)射極、所述直流電容C1的負(fù)極連接于所述開關(guān)電容串聯(lián)諧振變換器SCSRC的第二端子；所述開關(guān)管S5的集電極連接于所述直流電容C1的正極；所述開關(guān)管S1的發(fā)射極與所述開關(guān)管S2的集電極連接，形成第一連接點(diǎn)；所述開關(guān)管S3的發(fā)射極與所述開關(guān)管S4的集電極連接，形成第二連接點(diǎn)。