[發明專利]一種基于ANPC的混合功率器件雙有源橋DC/DC變換器

有效

• 申請號: 202011227218.2
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112532064B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 張宇;關清心
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/487;H02M7/219
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種基于ANPC的混合功率器件雙有源橋DC/DC變換器，其特征在于，包括混合器件優化移相控制器、變壓器以及分別連接在所述變壓器兩側的兩個半橋ANPC三電平電路，所述兩個半橋ANPC三電平電路分別處于逆變狀態和整流狀態；

所述半橋ANPC三電平電路包括兩個直流電容和六個開關管，每個開關管反向并聯有二極管；所述兩個直流電容串接在直流母線的正極P和負極N之間，且所述兩個直流電容的連接點為零點O；所述六個開關管中，Q1、Q2、Q3和Q4依次串接在所述正極P和負極N之間，Q5的一端連接Q1與Q2的連接點，Q6的一端連接Q3與Q4的連接點，Q5與Q6的另一端均連接至所述零點O，所述零點O、以及Q2與Q3的連接點分別連接至所述變壓器的兩端；

其中，Q1與Q4為SiC管，Q2、Q3、Q5和Q6為Si管，所述混合器件優化移相控制器用于控制所述兩個半橋ANPC三電平電路的移相角及二者之間的移相角，使得當所述半橋ANPC三電平電路的輸出端在P狀態、O狀態與N狀態之間切換時，切換過程中的硬關斷和硬開通發生在Q1與Q4中；

當所述半橋ANPC三電平電路的輸出端在P狀態與O狀態之間切換時，所述混合器件優化移相控制器用于控制所述兩個半橋ANPC三電平電路的移相角及二者之間的移相角，使得所述半橋ANPC三電平電路的輸出電流i_L＞0，通過硬關斷Q1實現P狀態切換至O狀態，通過硬開通Q1實現O狀態切換至P狀態；

當所述半橋ANPC三電平電路的輸出端在N狀態與O狀態之間切換時，所述混合器件優化移相控制器用于控制所述兩個半橋ANPC三電平電路的移相角及二者之間的移相角，使得所述半橋ANPC三電平電路的輸出電流i_L＜0，通過硬關斷Q4實現N狀態切換至O狀態，通過硬開通Q4實現O狀態切換至N狀態。

2.如權利要求1所述的基于ANPC的混合功率器件雙有源橋DC/DC變換器，其特征在于，連接在所述變壓器初級側的半橋ANPC三電平電路處于逆變狀態，連接在所述變壓器次級側的半橋ANPC三電平電路處于整流狀態時，所述兩個半橋ANPC三電平電路之間的移相角為正。

3.如權利要求1所述的基于ANPC的混合功率器件雙有源橋DC/DC變換器，其特征在于，連接在所述變壓器次級側的半橋ANPC三電平電路處于逆變狀態，連接在所述變壓器初級側的半橋ANPC三電平電路處于整流狀態時，所述兩個半橋ANPC三電平電路之間的移相角為負。

4.如權利要求1-3任一項所述的基于ANPC的混合功率器件雙有源橋DC/DC變換器，其特征在于，所述變換器還包括電感，所述電感連接所述變壓器初級側的半橋ANPC三電平電路與所述變壓器初級側。