[發明專利]一種多端口直流電力電子變壓器

在審

• 申請號: 202110854963.8
• 申請日: 2021-07-28
• 公開（公告）號: CN113726173A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 史明明;劉瑞煌;袁宇波;姜云龍;肖小龍;蘇偉;司鑫堯;劉建強;艾宇;朱寧輝;張加林
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;北京交通大學;國網電力科學研究院有限公司;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02H7/12;H02H1/00;H02J3/38
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 母秋松

1.一種多端口直流電力電子變壓器，其特征在于，包括：高壓側直流母線Pp，高壓側直流母線Pg，高壓側直流母線Pn；低壓側直流母線Qp1，低壓側直流母線Qg1，低壓側直流母線Qn1；低壓側直流母線Qp2，低壓側直流母線Qn2；N個DC-DC模塊，1個兩電容均壓變換器；N為大于等于2的偶數；

每個DC-DC模塊輸入側的正極與負極之間串聯有開關管、開關，N個DC-DC模塊輸入側依次串聯，上一個DC-DC模塊輸入側的負極與下一個DC-DC模塊輸入側的開關管、開關之間的公共點相連接，首端第1個DC-DC模塊輸入側開關管、開關之間的公共點接入高壓側直流母線Pp，末端第N個DC-DC模塊輸入側的負極接入高壓側直流母線Pn；第N/2個DC-DC模塊輸入側的負極接入高壓側直流母線Pg；

I個DC-DC模塊輸出側的正極均與兩電容均壓變換器輸入側的正極相連接，I個DC-DC模塊輸出側的負極均與兩電容均壓變換器輸入側的負極相連接；兩電容均壓變換器輸出側的正極與低壓側直流母線Qp1相連接，兩電容均壓變換器開關橋臂的串聯點與低壓側直流母線Qg1相連接，變換器輸出側的負極與低壓側直流母線Qn1相連接，其中IN；

N-I個DC-DC模塊輸出側的正極均與低壓側直流母線Qp2相連接，N-I個DC-DC模塊輸出側的負極均與低壓側直流母線Qn2相連接。

2.根據權利要求1所述的一種多端口直流電力電子變壓器，其特征在于：所述DC-DC模塊采用隔離型DC-DC模塊。

3.根據權利要求2所述的一種多端口直流電力電子變壓器，其特征在于：所述隔離型DC-DC模塊采用雙向隔離型DC-DC模塊。

4.根據權利要求3所述的一種多端口直流電力電子變壓器，其特征在于：所述雙向隔離型DC-DC模塊包括：m電容均壓變換器、諧振變換器，所述m電容均壓變換器包括：m個開關橋臂，m個直流電容，m個開關橋臂相串聯，上一個開關橋臂中點與下一個開關橋臂中點之間連接有諧振電感和諧振電容串聯支路，每個開關橋臂均并聯一個直流電容，第（m+1）/2個直流電容與諧振變換器的輸入端相連接，第1個開關橋臂輸入側正極與第m個開關橋臂輸入側負極之間連接有開關管與開關的串聯支路，m為奇數。

5.根據權利要求4所述的一種多端口直流電力電子變壓器，其特征在于：所述諧振變換器采用LLC諧振變換器。

6.根據權利要求4所述的一種多端口直流電力電子變壓器，其特征在于：所述諧振變換器采用L-LLC諧振變換器。

7.根據權利要求1所述的一種多端口直流電力電子變壓器，其特征在于：所述開關管采用絕緣柵雙極型晶體管。

8.根據權利要求6所述的一種多端口直流電力電子變壓器，其特征在于：所述L-LLC諧振變換器，包括：輸入全橋、輸出全橋、諧振電感Lr、諧振電容Cr、勵磁電感Lm1、變壓器T和輔助勵磁電感Lm2，輸入全橋與輸出全橋通過變壓器T相連接，變壓器T原邊的一端設置有諧振電感Lr，變壓器T原邊的另一端設置有諧振電容Cr，變壓器T原邊兩端之間分別并聯有勵磁電感Lm1、輔助勵磁電感Lm2。

9.根據權利要求3所述的一種多端口直流電力電子變壓器，其特征在于：所述兩電容均壓變換器包括：兩個相互串聯的橋臂，每個橋臂各并聯一個直流電容，相鄰橋臂中點間連接有諧振電感和諧振電容串聯組成的諧振支路。

10.根據權利要求1至9任一項所述的一種多端口直流電力電子變壓器，其特征在于：所述兩電容均壓變換器采用開環控制方式。