[發明專利]一種適用于分布式光伏的變流裝置

有效

• 申請號: 202211410774.2
• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN115459561B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 熊俊杰;鄭雅銘;曾偉;饒臻;顧偉;吳在軍;吳志;周蘇洋;羅李子;路小俊;唐成虹;鄭舒;張國秦;黃紹真;過亮;陳博;張遠來;溫志明;晏斐;晏歡
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;東南大學;國電南瑞科技股份有限公司;泰豪軟件股份有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M1/44;H02M3/335;H01F27/30;H01F19/08
• 代理公司: 南昌豐擇知識產權代理事務所(普通合伙) 36137
• 代理人: 吳稱生

本發明涉及一種適用于分布式光伏的變流裝置，其特征是，每兩個相鄰LLC模塊共用一個四柱式磁芯，圍繞四柱式磁芯，兩個LLC模塊以中軸隔離對稱，兩個LLC模塊各自形成類“8”字式繞線的繞組結構，結合相鄰LLC模塊移相180的控制模式實現相鄰磁柱相反的磁感應方向。本發明將兩個LLC模塊集成于四柱式磁芯中，通過類“8”字式繞線實現磁力線相消，降低磁密從而提高效率，并結合鄰LLC模塊移相180的控制模式，實現了較好的EMI特性。

技術領域

本發明屬于變流裝置技術領域，具體涉及一種適用于分布式光伏的變流裝置。

背景技術

近年來，隨著科技進步，電力電子技術的不斷突破，隔離型變流裝置在新能源技術以及分布式發電技術領域中得到了廣泛的應用，而拓撲變換技術與新型寬禁帶器件的應用技術不斷進步突破，使得高效高功率密度成為電力電子裝置的發展方向，特別是在分布式光伏，風力等新能源發電與儲能領域的應用需求，更是對效率、體積和寬增益有著嚴苛的要求。傳統ISOP LLC拓撲，由于其較好的開關電壓應力與良好的EMI特性，受到了廣泛的關注。但是其拓撲結構包含較多數量的變壓器，阻礙了變流裝置的小型高效化發展。亟需提出一種小型化的磁件集成與繞組設計方法，以提升變流裝置的運行效率和功率密度。

CN211719418U公開了一種高功率密度平面變壓器，應用于反激電源電路中，該平面變壓器包括：長方形磁芯；四柱磁芯，與所述長方形磁芯平行，所述四柱磁芯的第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱和第四磁柱均設置在所述四柱磁芯的同一側并朝向所述長方形磁芯；原邊繞組，設置在所述長方形磁芯、所述四柱磁芯之間；第一副邊繞組，設置在所述長方形磁芯、所述原邊繞組之間；第二副邊繞組，設置在所述四柱磁芯、所述原邊繞組之間。采用四柱磁芯，通過層疊的方式使得原邊繞組設置在第一副邊繞組和第二副邊繞組之間，使得平面變壓器不僅適用于多路輸出的反激電源電路，而且提高了平面變壓器的功率密度。這種串聯四柱磁芯的集成方式適用于LLC拓撲，但是無法應用于ISOP LLC 拓撲。

發明內容

為了解決傳統ISOP LLC 拓撲多模塊導致大體積與高損耗問題，本發明提出一種適用于分布式光伏的變流裝置，將ISOP LLC拓撲中兩組相鄰的LLC模塊中變壓器部分進行集成，共用四柱式磁芯，并采用對稱的繞組結構，適用于ISOP LLC模塊數為偶數的磁件集成與繞組設計。

本發明采用以下技術方案來實現。一種適用于分布式光伏的變流裝置，每兩個相鄰LLC模塊共用一個四柱式磁芯，圍繞四柱式磁芯，兩個LLC模塊以中軸隔離對稱，兩個LLC模塊各自形成類“8”字式繞線的繞組結構，結合相鄰LLC模塊移相180的控制模式實現相鄰磁柱相反的磁感應方向。

進一步優選，所述類“8”字式繞線的繞組結構是將繞組分成六段，第一段繞組、第二段繞組，第五段繞組為原邊一層繞組，第三段繞組、第四段繞組、第六段繞組為原邊二層繞組，第二段繞組和第三段繞組通過過孔并聯，第五段繞組和第六段繞組通過過孔并聯，第一段繞組、第二段繞組和第三段繞組并聯結構、第四段繞組、第五段繞組和第六段繞組并聯結構依次串聯。

進一步優選，第一段繞組、第四段繞組的繞線寬度為第二段繞組、第三段繞組、第五段繞組、第六段繞組的繞線寬度2倍。

進一步優選，兩個相鄰LLC模塊為LLC模塊Ⅰ和LLC模塊Ⅱ，類“8”字式繞線的繞線方式具體是 ：