[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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了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，本發明涉及一種高頻電力電子變壓(變流)器電源，屬于高頻電力電子變壓(變流)器領域。為滿足空載、輕載或重載的常變動性負載對電源的需求而設計備有由應用了技術特征為高于傳統的低“飽和導通電壓”的高導通電壓來大大降低導通時載流子密度以提高開關速度的高速電力電子開關器件或模塊與LC元件構成的儲能回路來提供無功功率容量的功能電路的方法設計高頻電力電子變壓(變流)器，應用于替代工頻變壓器的各種變壓變流包括特高壓變換電源場合。

技術領域：

本發明涉及一種備有無功功率容量以滿足變負載對電源需求的高頻電力電子變壓(變流)器電源。

背景技術：

在電子技術高度發展的當代，電子變壓器以其小巧高效低成本等巨大的技術優勢迅速取代了不少傳統笨重的工頻變壓器。可是還是有相當一部分的工頻電力變壓器沒能獲得這樣的替代。究其原因，這是因為對于不少應用來說，所需要的電源因為有負載劇烈變動的需求都會引發出對無功功率備用容量要求的問題。因為涉及到相位的緣故，致使目前所設計的簡易電子變壓器，無法滿足需要運行無功功率等一些常規要求。

研發出能承受特高壓的電力電子開關器件組件，可以很方便地簡化設計來開發生產出特高壓范圍的電力電子變壓器，以滿足各方面需求。欲提高電力電子開關器件的耐壓，可以把大量普通耐壓能力不高的常規電力電子開關器件單元串聯組合成總耐壓特高的開關器件組件總成，以解決設計特高壓電力電子變壓器的技術瓶頸，滿足超高壓特高壓直流輸電工程廣泛又迫切的技術需求。但這不能簡單地一串了事，它涉及到這些串聯的各個單元之間的均壓問題。

現在采用低壓供電種類繁多的快速烙鐵之類電器以及小家電對低壓電力電子變壓器電源有相當大的需求，更有大量常見的逆變器、變頻電源、電焊機、電磁爐、微波爐、感應加熱爐以及應用于特高壓輸電等等設備，甚至無線的電力傳輸工程(其實電磁爐還有磁懸浮列車都是應用無線電力傳輸的例子)的必要部件，比如對取消攜帶隨車動力電池的電動汽車(公交就是該項新技術一個很好的技術起步平臺)、高鐵以無線傳輸特別更宜在高頻范圍提供動力，都得用上電力電子變壓器。在設計這類產品的電子變壓(變流)器電源時，因為目前技術水平的限制，不得不把線路設計得很復雜化，因而帶來了效率、可靠性甚至可行性之類的問題。

隨著近年來地球環境的惡化，災難性極端氣候不時突然發生。08年春運大家曾經經歷過的發生凍害性氣候對輸電線路的破壞影響也極大。而架設線路時進行相應的加固以及維護的投入所付出的代價將更遠超這類稀少的災害帶來的損失，對此最可取的辦法是應用具有高頻集膚效應又容易分頻供電操作的高頻電流在線加熱輸電線進行在線防冰融冰處理，可是當前能滿足這種需要的電源設計(也只需要電力電子變壓器擔任)水平的局限性，業界這種設想還只是停留在想象之中。

現代醫學統計數據表明，逾人口總數10％的人們體內患有各種各樣有感覺或不知不覺的結石。結石嚴重的可能引起更厲害的疾病，例如尿毒癥、腎壞死，甚至于惡化危及生命。給病人及其家屬帶來莫大的痛苦，使財產和家庭受到嚴重的破壞。對于全民的醫療資源來說，這也是一塊很大的消耗。傳統的對人體內結石的治療需服藥或手術，而從現有的療效來看，術后很易復發，不易斷根。也有人生產一類能除去水中的一些礦物質如鈣離子之類“雜質”的器械，用來降低產生結石的可能性。但這樣的做法是不可取的。因為像鈣之類的物質是人體所必須的，缺少了會帶來別的疾病。如今業已證明，采用電磁化處理飲用水可以在相當程度上有效地預防及消解人體內結石以達到抗擊結石進行輔助保健的目的，從而降低體內結石的發生率及改善患結石病的惡化程度，通暢人體內循環系統特別是微循環系統，這就可以按照祖國傳統醫學的“通則不痛，不通則痛”的原理進行開發，用來對水源進行電磁化處理以活化水來獲得特殊“通則不痛”理療保健作用。其中應用的高頻電子變壓器電源由于并不消耗多少有功功率而只是要求提供高強度的高頻電磁場以獲得對水電磁處理程度的效果，就需要電源能提供強力的無功功率。

發明內容：