壓器Tx的m個原邊繞組和η個副邊繞組繞制在一個磁芯上，并共用一個磁路。高頻變壓器每個原邊繞組一端經(jīng)高頻電感Lsp與其對應(yīng)半橋電路中點A連接，原邊繞組的電容Chp和Cli串聯(lián)后并聯(lián)在對應(yīng)的原邊半橋電路直流母線上，其串聯(lián)中點B與該原邊繞組另一端連接；高頻變壓器的每個副邊繞組一端經(jīng)高頻電感Lss與其對應(yīng)的半橋電路中點a連接，副邊繞組的電容Chs和(^串聯(lián)后并聯(lián)在對應(yīng)的副邊半橋電路直流母線上，其串聯(lián)中點b與該副邊繞組另一端連接；高頻變壓器原邊m個半橋電路直流母線按照正負(fù)極依次串聯(lián)，高頻變壓器副邊η個半橋電路直流母線按照正負(fù)極依次串聯(lián)。
[0032]高頻隔離DC/DC變換器可以是正激變換器、反激變換器、諧振變換器和移相全橋變換器，以及其它實現(xiàn)隔離直流轉(zhuǎn)換的高頻隔離DC/DC變換器。
[0033]圖5所示的一種帶濾波器的單相電力電子變壓器，包括2個單相交流濾波器、單相變流器和圖1所示的單相電力電子變壓器；單相電力電子變壓器的原邊交流端子和副邊交流端子分別與原邊和副邊的單相交流濾波器的相連；同時單相變流器的交流端子與單相電力電子變壓器的副邊交流端子相連。單相變流器主要實現(xiàn)諧波治理、無功補償功能和儲能移峰填谷等功能，也可在單相變流器直流側(cè)接入儲能、光伏和風(fēng)力發(fā)電等。
[0034]圖6所示的一種AC/DC單相電力電子變壓器，為圖1所示的單相電力電子變壓器將其副邊交流端子AJP N s連接在一起，與副邊中心端子O 起構(gòu)成單相電力電子變壓器的副邊直流端子。
[0035]圖7所示的一種帶濾波器的AC/DC單相電力電子變壓器，包括圖6所示的AC/DC單相電力電子變壓器、單相交流濾波器和直流濾波器；單相交流濾波器與單相電力電子變壓器的原邊交流端子相連；直流濾波器與單相電力電子變壓器的副邊直流端子相連。
[0036]圖8所示的一種帶濾波器的AC/AC三相電力電子變壓器應(yīng)用系統(tǒng)，包括三相交流濾波器、Λ/Υ連接選擇器、三相變流器和如圖1所示的單相電力電子變壓器。3個單相電力電子變壓器的原邊交流端子經(jīng)串聯(lián)的原邊Λ/Y連接選擇器與原邊三相交濾波器相連，此時原邊Λ/Y連接選擇器處于Λ型連接；3個單相電力電子變壓器的副邊交流端子經(jīng)串聯(lián)的副邊Λ /Y連接選擇器與副邊三相交濾波器的相連，此時副邊Λ /Y連接選擇器處于Y型連接；三相變流器為三相四線，且并聯(lián)在副邊三相交濾波器與副邊Λ /Y連接選擇器之間的連線上。三相變流器主要實現(xiàn)諧波治理、無功補償功能和儲能移峰填谷等功能，也可在三相變流器直流側(cè)接入儲能、光伏和風(fēng)力發(fā)電等。
[0037]圖9所示的一種帶濾波器的AC/DC三相電力電子變壓器應(yīng)用系統(tǒng)，包括三相交流濾波器、Λ /Y連接選擇器、直流濾波器以及圖6所示的單相電力電子變壓器。3個單相電力電子變壓器的原邊交流端子經(jīng)串聯(lián)的Λ /Y連接選擇器與三相交流濾波器相連，此時Λ /Y連接選擇器處于Y型連接；3個單相電力電子變壓器的副邊直流端子一對一直接并聯(lián)，即As0 As2和A s3連接在一起，副邊直流端子O sl、032和O s3連接在一起；副邊直流端子與直流濾波器相連。
[0038]圖10所示的Λ /Y連接選擇器的Λ型連接結(jié)構(gòu)，3個單相電力電子變壓器的6個交流端子按下列方式連接:端子Α、端子A1與端子N 3連接在一起，端子B、端子N i和端子A 2連接在一起，端子C、端子N2和端子A3連接在一起。圖11所示的Λ/Y連接選擇器的Y型連接結(jié)構(gòu)，3個單相電力電子變壓器的6個交流端子按下列方式連接:端子A與端子A1連接在一起，端子B與端子A2連接在一起，端子C與端子A 3連接在一起，端子N、端子N 1、端子N2與端子N3連接在一起。
【主權(quán)項】
1.一種單相電力電子變壓器，包括2個相同的高頻隔離DC/DC模塊，其特征在于，2個高頻隔離DC/DC模塊的原邊一對同極性的直流端子連接在一起形成原邊中心端子，其另一對同極性的直流端子作為單相電力電子變壓器的原邊交流端子；2個高頻隔離DC/DC模塊的副邊一對同極性的直流端子連接在一起形成副邊中心端子，其另一對同極性的直流端子作為單相電力電子變壓器的副邊交流端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相電力電子變壓器，其特征在于，所述的高頻隔離DC/DC模塊包括M個相同的高頻隔離DC/DC子模塊，且每個高頻隔離DC/DC子模塊的原邊直流側(cè)和副邊直流側(cè)均并聯(lián)有二極管；M個高頻隔離DC/DC子模塊的連接方式為原邊直流側(cè)并聯(lián)副邊直流側(cè)串聯(lián)或者原邊直流側(cè)串聯(lián)副邊直流側(cè)并聯(lián)；高頻隔離DC/DC子模塊由N個高頻隔離DC/DC變換器并聯(lián)構(gòu)成，即N個高頻隔離DC/DC變換器的原邊直流側(cè)并聯(lián)，同時其副邊直流側(cè)并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單相電力電子變壓器，其特征在于，所述的高頻隔離DC/DC變換器包括半橋電路、高頻變壓器、高頻電感和電容；高頻變壓器m個原邊繞組和η個副邊繞組繞制在一個磁芯上，并共用一個磁路；高頻變壓器每個原邊繞組一端經(jīng)高頻電感Lsp與其對應(yīng)半橋電路中點連接，原邊繞組的電容Chp和C &串聯(lián)后并聯(lián)在對應(yīng)的原邊半橋電路直流母線上，其串聯(lián)中點與該原邊繞組另一端連接；高頻變壓器的每個副邊繞組一端經(jīng)高頻電感Lss與其對應(yīng)的半橋電路中點連接，副邊繞組的電容C HJP (\s串聯(lián)后并聯(lián)在對應(yīng)的副邊半橋電路直流母線上，其串聯(lián)中點與該副邊繞組另一端連接；高頻變壓器原邊m個半橋電路直流母線按照正負(fù)極依次串聯(lián)，高頻變壓器副邊η個半橋電路直流母線按照正負(fù)極依次串聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的單相電力電子變壓器，其特征在于，還包括2個單相交流濾波器和單相變流器；單相電力電子變壓器的原邊交流端子和副邊交流端子分別與原邊和副邊的單相交流濾波器的相連；同時單相變流器的交流端子與單相電力電子變壓器的副邊交流端子相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的單相電力電子變壓器，其特征在于，單相電力電子變壓器的副邊交流端子連接在一起，與副邊中心端子一起構(gòu)成單相電力電子變壓器的副邊直流側(cè)端子。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單相電力電子變壓器，其特征在于，還包括單相交流濾波器和直流濾波器；單相交流濾波器與單相電力電子變壓器的原邊交流端子相連；直流濾波器與單相電力電子變壓器的副邊直流端子相連。
7.—種三相AC/AC型電力電子變壓器應(yīng)用系統(tǒng)，包括三相交流濾波器和Λ /Y連接選擇器，其特征在于，還包括如權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2所述的單相電力電子變壓器；3個單相電力電子變壓器的原邊交流端子經(jīng)串聯(lián)的原邊Λ /Y連接選擇器與原邊三相交濾波器相連；3個單相電力電子變壓器的副邊交流端子經(jīng)串聯(lián)的副邊Λ/Y連接選擇器與副邊三相交濾波器的相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三相AC/AC型電力電子變壓器應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于，還包括三相變流器；三相變流器并聯(lián)在三相交濾波器與Λ /Y連接選擇器連接線上。
9.一種三相AC/DC型電力電子變壓器應(yīng)用系統(tǒng)，包括三相交流濾波器和Λ /Y連接選擇器，其特征在于，還包括如權(quán)利要求5所述的單相電力電子變壓器；3個單相電力電子變壓器的原邊交流端子經(jīng)串聯(lián)的Λ/Y連接選擇器與三相交流濾波器相連；3個單相電力電子變壓器的副邊直流端子一對一直接并聯(lián)；副邊直流端子與直流濾波器相連。
【專利摘要】本實用新型公開了一種單相電力電子變壓器及其應(yīng)用系統(tǒng)，屬于電力電子電能變換領(lǐng)域，主要解決現(xiàn)有電力電子變壓器電能變換級數(shù)多、效率低、可靠性差和實現(xiàn)高壓應(yīng)用困難等不足。該單相電力電子變壓器包括2個高頻隔離DC/DC模塊，通過電氣互連可實現(xiàn)單相隔離AC/AC變換和隔離AC/DC變換。同時，通過單相電力電子變壓器的組合可實現(xiàn)三相AC/AC型電力電子變壓器和三相AC/DC型電力電子變壓器。單相電力電子變壓器及其應(yīng)用系統(tǒng)基于模塊化設(shè)計，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用和維護方便、效率高、成本低、可靠性好，可方便擴展到高壓應(yīng)用場合等特點，可廣泛應(yīng)用于電力變壓器、隔離的整流器和逆變器。
【IPC分類】H02M3-335, H02M5-458
【公開號】CN204392098
【申請?zhí)枴緾N201520123342
【發(fā)明人】張良華
【申請人】張良華
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月3日