[發明專利]一種電流源型無電解電容高頻鏈變換器系統

有效

• 申請號: 201810555325.4
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108736757B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 王政;張玥;劉杰;程明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M3/335;H02J3/38
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種電流源型無電解電容高頻鏈變換器系統，其特征在于，包括系統輸入端口(17)、輸入電容(16)、輸入并聯輸出串聯的交錯電流源型高頻隔離DC/DC全橋變換器(14)、電壓源型三相逆變器(11)、輸出側濾波電路以及系統輸出端口(15)；

所述系統輸入端口(17)跨接在輸入電容(16)兩端，并經由所述輸入電容向所述交錯電流源型高頻隔離DC/DC全橋變換器(14)供電；

每套電流源型高頻隔離DC/DC全橋變換器由輸入電感、全橋逆變器、高頻隔離變壓器和倍壓整流器依次級聯而成；

每套全橋變換器中的全橋逆變器包括兩個橋臂，每一橋臂由兩個開關管串聯組成；高頻隔離變壓器原邊的同極性端和異極性端分別與全橋逆變器的兩個橋臂的中間點相連；第一套全橋變換器的全橋逆變器中的開關管的驅動信號分別記為S₁，S₂，S₃和S₄，第二套全橋變換器的全橋逆變器中的開關管的驅動信號分別記為S₇，S₈，S₉和S₁₀；

每套全橋變換器中的倍壓整流器包括兩個橋臂，其中一個橋臂由兩個開關管串聯組成，另一橋臂由兩個薄膜電容串聯組成；高頻隔離變壓器副邊的同極性端和副極性端分別與倍壓整流器的兩個橋臂的中間點相連；第一套全橋變換器的倍壓整流器中的開關管的驅動信號分別記為S₅和S₆，第二套全橋變換器的倍壓整流器中的開關管的驅動信號分別記為S₁₁和S₁₂；

兩套電流源型高頻隔離DC/DC全橋變換器(14)中的薄膜電容串聯構成直流母線(13)，且經由所述直流母線(13)向所述電壓源型三相逆變器(11)供電，無需電解電容；

所述電壓源型三相逆變器(11)由三個并聯的半橋橋臂構成，每個半橋橋臂由兩個全控型開關管串聯構成，第一橋臂中間點記為a，第二橋臂中間點記為b，第三橋臂中間點記為c，其中a、b和c經由所述輸出側濾波電路接到三相電網或負載；所述電壓源型三相逆變器(11)中的開關管的驅動信號分別記為G₁、G₂、G₃、G₄、G₅和G₆。

2.根據權利要求1所述的電流源型無電解電容高頻鏈變換器系統，其特征在于，所述輸出側濾波電路包括濾波電感(12)和濾波電容(18)，其中濾波電感(12)與電壓源型三相逆變器(11)的輸出端口相連，且和濾波電容(18)以斷路器的方式連接。

3.根據權利要求1所述的電流源型無電解電容高頻鏈變換器系統，其特征在于，所述直流母線(13)的各個薄膜電容上的電壓的控制方法包括以下步驟：

S1)利用直流母線電壓參考量V_pulsating-dc*通過電壓PI調節模塊(21)得到系統輸入電流參考量I_in*；

S2)通過均分模塊(22)基于系統輸入電流參考量I_in*得到交錯的兩套電流源型高頻隔離DC/DC全橋變換器(14)中兩路全橋電路的輸入電流參考量I_L1*和I_L2*；

S3)利用輸入電流參考量I_L1*和I_L2*通過電流模型預測調節模塊(23)得到占空比d₁和d₂；利用傳遞函數T_1～4得到直流母線電壓V_pulsating-dc；

S4)利用占空比d₁和d₂通過脈寬調節器(24)得到交錯電流源型高頻隔離DC/DC全橋變換器(14)各開關管的驅動信號S₁～S₁₂，以使得兩套電流源型高頻隔離DC/DC全橋變換器在相同位置處的開關管的驅動信號交錯四分之一個開關周期，且同一橋臂上開關管的驅動信號間隔半個開關周期。