[實用新型]一種低開關損耗多端口直流-交流變換器

有效

• 申請號: 202221615433.4
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN217590610U
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 樂健;廖小兵;毛濤
• 申請（專利權）人: 武漢億磁源電力科技有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭艷君

本實用新型涉及直流?交流變換器技術，具體涉及一種低開關損耗多端口直流?交流變換器，由同一直流電源供電，直流電源的正極和負極之間并聯有第一開關管支路和第二開關管支路，每條支路具有多個依次串聯的開關管，第一開關管支路和第二開關管支路之間通過多對開關管交叉連接。每個交流輸出端口配備有電容和電感作為濾波器，通過濾波器連接外部交流電源。該變換器只需通過增加部分開關管，電容電感等無源器件即可擴展新的交流輸出端口，擴展方便。每個交流電源之間通過開關管隔離，避免了相互運行的干擾，控制簡單。運行過程中導通開關的數量減少為一半，大大減少了開關管導通引起的損耗，提高了直流電源的利用效率，具有實用價值和市場應用前景。

技術領域

本實用新型屬于直流-交流變換器技術領域，特別涉及一種低開關損耗多端口直流-交流變換器。

背景技術

隨著社會發展對能源需求的日益增加且環境污染問題日益嚴重，以光伏發電為代表的新能源發電技術得到越來越多的關注，這些新能源發電均為直流形式，需要通過直流-交流換流器轉換為交流形式供負載使用。通常要求直流-交流變換器具有多個交流輸出端口，且具有良好的可擴展性，可同時為多個交流負載提高電能，從而提高直流電源的利用效率。

目前解決同一直流電源多交流輸出端口的方案中，基本是每個交流端口均需配備相應的逆變器，這些逆變器直流側并聯于同一直流母線。一方面，這些方案各逆變器的運行通過直流電容耦合，相互之間存在干擾，增加了逆變器控制策略設計的復雜性。另一方面，增加一個交流輸出端口需要增加四個開關管，開關管高頻工作時將不可避免產生較大損耗，導致這些方案的能量轉換效率不高。因此，迫切需要設計具有高度可擴展性，且功耗較低的多端口直流-交流變換器。

實用新型內容

針對背景技術存在的問題，本實用新型提供一種低開關損耗多端口直流-交流變換器。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：一種低開關損耗多端口直流-交流變換器，由同一直流電源供電，直流電源的正極和負極之間并聯有第一開關管支路1和第二開關管支路2，每條支路具有多個依次串聯的開關管，第一開關管支路1和第二開關管支路2之間通過多對開關管交叉連接；每個交流輸出端口配備有電容和電感作為濾波器，通過濾波器連接外部交流電源；直流電源的正極連接第一母線BUS_P，負極連接第二母線BUS_N；每條支路均包括M+1個依次串聯的開關管，M為正整數。

在上述低開關損耗多端口直流-交流變換器中，交流輸出端口的電容C_j(j＝0,2,..,M-1)連接于點MID1_i，i＝1，2,..,M-1和點MID2_i之間，電感L_j(j＝0,2,..,M-1)連接于點MID1_i和點MID3_i之間，點MID2_i和點MID3_i構成第j(j＝0,2,..,M-1)個交流端口；第一開關管支路1的M+1個依次串聯的開關管分別為：開關管S1_0,開關管S1_1,…,開關管S1_M，第二開關管支路2的M+1個依次串聯的開關管分別為：開關管S2_0,開關管S2_1,…,開關管S2_M；第一開關管支路1中，開關管S1_i(i＝1,2,..,M-1)與開關管S1_i-1連接于點MID1_i-1，與開關管S1_i+1連接于點MID1_i,開關管S1_0一端連接第一母線BUS_P，另一端連接點MID1_0,開關管S1_M一端連接第二母線BUS_N，另一端連接點MID1_M-1；第二開關管支路2中，開關管S2_i(i＝1,2,..,M-1)與開關管S2_i-1連接于點MID2_i-1,與開關管S2_i+1連接于點MID2_i,開關管S2_0一端連接第一母線BUS_P，另一端連接點MID2_0,開關管S2_M一端連接第二母線BUS_N，另一端連接點MID2_M-1。

在上述低開關損耗多端口直流-交流變換器中，第一開關管支路1和第二開關管支路2之間的開關管S1_01連接于點MID1_0和點MID2_1之間，開關管S2_01連接于點MID2_0和點MID1_1之間，…，開關管S1_(i-1)i(i＝1,2,…M-1)連接于點MID1_i-1和點MID2_i之間，開關管S2_(i-1)i連接于點MID2_i-1和點MID1_i間。