[發明專利]一種矩陣式變壓器的串并聯均衡方法

在審

• 申請號: 202110595722.6
• 申請日: 2021-05-29
• 公開（公告）號: CN113205951A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 徐朝陽;雷建明;張文秀;沈迪;莊宗其;劉洋溢;王興斌
• 申請（專利權）人: 南京工業職業技術大學
• 主分類號: H01F38/00
• 分類號: H01F38/00;H01F38/16;H01F27/34
• 代理公司: 南京德銘知識產權代理事務所(普通合伙) 32362
• 代理人: 婁嘉寧

1.一種矩陣式變壓器的串并聯均衡方法，其特征在于，包括：

變壓器為雙數、變壓器為雙數n個、變壓器的個數為奇數、兩個變壓器串聯、變壓器的個數為奇數n個和兩個變壓器并聯；

當變壓器為雙數時，S1,S2,S3,S4,S5,S6是開關器件，實際應用用HEMT器件替換，T1,T2,T3,T4,T5,T6是一種基于寬禁帶異質結結構的平面變壓器，

該電路首先通過單片機對T1—T6的兩端電壓與通過的電流進行數據采集，通過對采集的數據進行分析后，利用串并聯重組模塊對S1—S6的開關進行實時控制，首先將兩端電壓差異最大的兩個變壓器進行并聯構成一個組，然后對剩余變壓器中兩端電壓差異最大的兩個變壓器再次進行并聯構成一個組，依次類推，最后將構成3個組，然后再將構成的3個組進行串聯，依據串聯電流的原理，3組的電流便相同，

變壓器為雙數n個時：當矩陣式變壓器中變壓器為n(偶數)個時，均衡變壓方法與6個變壓器時所演示的相同，依舊為先采用單片機對T1—Tn兩端電壓和通過電流進行采集、分析，找出兩端電壓差異最大的變壓器使其進行并聯構成一個組，再次對剩余的變壓器進行分析，找出兩端電壓差異最大的變壓器，調節電路后使其并聯構成一個組，再將剩余變壓器中電壓差異最大的兩個變壓器進行并聯，依次類推，最后會得到n/2個組，將所有的組進行串聯，依據串聯電流相同的原理，每個并聯組的電流相同，則可以實現n個變壓器的串并聯的均衡變壓，

當變壓器的個數為奇數時，當變壓器數量為奇數個時，暫以5個為例，因變壓器的數量問題，5個變壓器進行串并聯重組后，會剩余的一個變壓器沒有能夠與另一個變壓器構成一個組，為解決此問題，可以給此變壓器串聯一個可控電阻，利用單片機對已經構成組的其中一個變壓器進行電流采集，根據所采集的電壓，對電阻進行阻值控制，使得剩余未構成組的變壓器的電壓與所采集的電壓相等，

當變壓器的個數為奇數n個時，當變壓器的個數為奇數n個時，采用5個變壓器為例時的方法，在串并聯布局重新組合后，仍會留出一個沒有能夠重新組成組的變壓器，利用單片機對最后一個組中一個變壓器進行電壓采集，給剩余的變壓器串聯一個可調節電阻，調節電阻阻值，

當兩個變壓器串聯時，當兩個變壓器串聯時，T2的副線圈記為L1，可以給變壓器T2的副線圈串聯一個與L1方向相同的線圈記為L2，再串聯一個與L1方向不同的線圈記為L3，單片機采集T1、T2的電壓，判斷T1與T2電壓的大小關系，若T1的電壓大于T2的電壓，則不把線圈L3接入電路，調節L2接入的匝數使得L2產生的感應電動勢與L1產生的感應電動勢之和等一T1的電壓，即T1的電壓等于T2的電壓，反之，如果T1的電壓小于T2的電壓，則不把L2接入電路，調節L3接入電路的匝數，使得T1的電壓與T2的電壓相等，如此便可實現兩個變壓器串聯時的均衡變壓，

當兩個變壓器并聯時，當兩個變壓器并聯時，T2的副線圈記為L1，可以給變壓器T2的副線圈串聯一個與L方向相同的線圈記為L2，再串聯一個與L1方向不同的線圈記為L3(L1、L2、L3均與T2的原線圈存在互感，且L2、L3接入部分均可調節)，單片機采集T1、T2的電流，判斷T1與T2電壓的大小關系，若T1的電流大于T2的電壓，則不把線圈L3接入電路，調節L2接入的部分使得L2產生的感應電流與L1產生的感應電流之和等與T1的電流，即T1的電流等于T2的電流，反之，如果T1的電流小于T2的電流，則不把L2接入電路，調節L3接入電路的匝數，使得L3產生的反向感應電流來減少總電流的大小，便可使T1的電流等于T2的電流，如此便可實現兩個變壓器并聯時的均衡變壓。