[發明專利]一種備有無功功率容量的電力電子變壓（變流）器的設計方法

在審

• 申請號: 202110708330.6
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113381631A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 呂興華;呂奇華;呂建華
• 申請（專利權）人: 呂建華
• 主分類號: H02M7/521
• 分類號: H02M7/521;H02M7/523;H02M1/092;H02M1/42;H02G7/16
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1.一種將交流電跟直流電、直流電跟直流電、直流電跟交流電互換的電力配送并備有高頻無功功率容量以適用于變動負載的升降壓高頻電力電子變壓(變流)器的設計方法；單個高擬飽和導通電壓提速的高速電力電子開關器件或模塊組成的電力電子變壓器的電路中包括單個高擬飽和導通電壓提速的高速電力電子開關器件或模塊20，無功功率LC回路的電容23，作為無功功率LC回路主電感的變壓變流輸出初級繞組24，所述初級繞組24的抽頭24c，變壓變流輸出次級繞組25，電感22，電容122，限流電阻27，隔直電容28，變壓變流器32，電源正端30，電容23與變壓變流輸出的初級繞組24并聯成無功功率LC主回路，LC主回路的一端跟高速電力電子開關器件或模塊20的D極相連，另一端連到隔直電容28的一端，隔直電容28的另一端跟限流電阻27相連，限流電阻27的另一端連到高速電力電子開關器件或模塊20的G極，電感22的一端與電容122的一端相連并連到變壓變流輸出的初級繞組24的抽頭24c，電感22的另一端連到電源正端30，電容122的另一端接地，高速電力電子開關器件或模塊20的S極接地；并聯型全橋電力電子變壓器電路中包括20a、20b、21a、21b四個高擬飽和導通電壓提速的高速電力電子開關器件或模塊，無功功率對沖電感22，無功功率LC回路電容23，作為無功功率LC回路主電感的變壓變流器輸出初級繞組24，變壓變流輸出的次級繞組25，電阻26a、26b、27a、27b，電容28a、28b、29a、29b，電源正端30，變壓變流輸出端31，變壓變流器32，自激反饋繞組50a、50b、51a、51b，電感22一端接電源正端30，另一端接高速電力電子開關模塊20a、21a的D極，高速電力電子開關模塊21a的S極連接電力電子開關模塊20b的D極，高速電力電子開關模塊20a的S極連接高速電力電子開關模塊21b的D極，高速電力電子開關模塊20b、21b的S極接地，自激反饋繞組50a的一端接到高速電力電子開關模塊21a的S極，另一端接電容28a，電容28a另一端接電阻26a，電阻26a另一端接到高速電力電子開關模塊21a的G極，自激反饋繞組50b的一端接到高速電力電子開關模塊21b的S極，另一端接電容28b，電容28b另一端接電阻26b，電阻26b另一端接到高速電力電子開關模塊21b的G極，自激反饋繞組51a的一端接到高速電力電子開關模塊20a的S極，另一端接電容29a，電容29a另一端接電阻27a，電阻27a另一端接到高速電力電子開關模塊20a的G極，自激反饋繞組51b的一端接到高速電力電子開關模塊20b的S極，另一端接電容29b，電容29b另一端接電阻27b，電阻27b另一端接到高速電力電子開關模塊20b的G極，電容23的一端與變壓變流輸出的初級繞組24的一端連接后接到高速電力電子開關模塊20a的S極，電容23的另一端與變壓變流輸出的初級繞組24的另一端連接后接到高速電力電子開關模塊21a的S極；并聯型半橋電力電子變壓器電路中包括兩個高擬飽和導通電壓提速的高速電力電子開關器件或模塊20、21，電感22，電容23，作為無功功率LC回路主電感的變壓變流輸出的初級繞組24，該初級繞組24的中心抽頭24M，變壓變流輸出次級繞組25，限流電阻26、27，隔直電容28、29，電源正端30，變壓變流器32，電感22一端接電源正端30，另一端接變壓變流輸出的初級繞組24的中心抽頭24M，高速電力電子開關模塊20的D極連接到變壓變流輸出的初級繞組24的一端，高速電力電子開關模塊21的D極連接到變壓變流輸出的初級繞組24的另一端，兩個高速電力電子開關的S端都接地，電容23一端跟高速電力電子開關模塊20的D極連接，另一端跟高速電力電子開關模塊21的D極連接，高速電力電子開關模塊20的D極連接電容28的一端，電容28的另一端連接電阻26的一端，電阻26的另一端連接高速電力電子開關模塊21的G極，高速電力電子開關模塊21的D極連接電容29的一端，電容29的另一端連接電阻27的一端，電阻27的另一端連接高速電力電子開關模塊20的G極；串聯型全橋電力電子變壓器電路中包括20a、20b、21a、21b四個高擬飽和導通電壓提速的高速電力電子開關器件或模塊，電容23，作為無功功率LC回路主電感的變壓變流輸出的初級繞組24，變壓變流輸出的次級繞組25，電阻26a、26b、27a、27b，電阻54、電容55、二極管56、雙向二極管57，電源正端30，變壓變流輸出端31，變壓變流器32，自激反饋繞組50a、50b、51a、51b、52，反饋繞組組合53，二極管58a、58b、59a、59b，電源正端30接高速電力電子開關模塊20a、21a的D極，高速電力電子開關模塊20b、21b的S極接地，高速電力電子開關模塊21a的S極連接高速電力電子開關模塊20b的D極，高速電力電子開關模塊20a的S極連接高速電力電子開關模塊21b的D極，電容23的一端與變壓變流輸出的初級繞組24的一端連接，電容23的另一端接到高速電力電子開關模塊20a的S極，變壓變流輸出的初級繞組24的另一端連接自激反饋繞組52的一端，自激反饋繞組52的另一端接到高速電力電子開關模塊21a的S極，自激反饋繞組50a的一端接到高速電力電子開關模塊21a的S極，另一端接電阻26a，電阻26a另一端接到高速電力電子開關模塊21a的G極，自激反饋繞組51a的一端接到高速電力電子開關模塊20a的S極，另一端接電阻27a，電阻27a另一端接到高速電力電子開關模塊20a的G極，自激反饋繞組51b的一端接到高速電力電子開關模塊20b的S極，另一端接電阻27b，電阻27b另一端接到高速電力電子開關模塊20b的G極，自激反饋繞組50b的一端接到高速電力電子開關模塊21b的S極，另一端接電阻26b，電阻26b另一端接到高速電力電子開關模塊21b的G極，電阻54一端連接電源正極30，另一端連接電容55、二極管56的陽極和雙向二極管57，電容55另一端接地，雙向二極管57另一端接到高速電力電子開關模塊21b的G極，二極管56的陰極接到高速電力電子開關模塊21b的D極，二極管58a的陽極與高速電力電子開關模塊21a的S極連接，陰極與高速電力電子開關模塊21a的D極連接，二極管59a的陽極與高速電力電子開關模塊20a的S極連接，陰極與高速電力電子開關模塊20a的D極連接，二極管58b的陽極與高速電力電子開關模塊21b的S極連接，陰極與高速電力電子開關模塊21b的D極連接，二極管59b的陽極與高速電力電子開關模塊20b的S極連接，陰極與高速電力電子開關模塊20b的D極連接；串聯型半橋電力電子變壓器電路中包括兩個高擬飽和導通電壓提速的高速電力電子開關器件或模塊20、21，電容23，作為無功功率LC回路主電感的變壓變流輸出的初級繞組24，變壓變流的輸出次級繞組25，次級繞組輸出端31，自激反饋繞組50、51，二極管58、59，負載繞組60，提升無功功率電容61，電阻26、27，電容28、29，電源正端30，變壓變流器32，高速電力電子開關模塊21的D極連接到電源正端30，S極與變壓變流輸出的初級繞組24的一端及高速電力電子開關模塊20的D極連接，變壓變流輸出的初級繞組24的另一端跟電容23相連，電容的另一端接地，高速電力電子開關模塊20的S極接地，次級繞組25一端接電容61，電容61另一端跟次級繞組25的另一端作為輸出端31接到負載繞組60，自激反饋繞組50的一端接高速電力電子開關模塊21的S端，另一端接電容28，電容28的另一端連接電阻26的一端，電阻26的另一端連接高速電力電子開關模塊21的G極，自激反饋繞組51的一端接高速電力電子開關模塊20的S端，另一端連接電容29的一端，電容29的另一端連接電阻27的一端，電阻27的另一端連接高速電力電子開關模塊20的G極，二極管58的陽極連接高速電力電子開關模塊21的S極，陰極連接高速電力電子開關模塊21的D極，二極管59的陽極連接高速電力電子開關模塊20的S極，陰極連接高速電力電子開關模塊20的D極；本設計方法的技術特征是在傳統已有技術中采用了串聯或并聯高擬飽和導通電壓提速的高速電力電子開關器件或模塊取代傳統使用的電力電子開關器件或模塊單獨或作為橋臂跟LC回路串聯或者并聯成的單臂或半橋或全橋型LC自激或他激振蕩電路與感性或容性的負載元件共同組成儲能諧振電路，并配用由濾波電容推挽互補360°全導通以避免功率因數問題的半橋整流來構成伴有高頻無功功率容量的升降壓高頻電力電子變壓(變流)器。