一种新型电力电子变压器

摘要

本发明提出了一种新型电力电子变压器，该电力电子变压器由高压级、隔离级和低压级三部分组成，高压级包括2*N*n个半桥拓扑第一功率模块；隔离级由N1级第二功率模块组成，每个第二功率模块包括中高频斩波器部分、中高频变压器部分和中高频同步整流器部分；低压级由N2级第三功率模块组成。本发明巧妙的利用了现有的半桥拓扑结构技术，很好的解决了常规电力电子变压器运行效率低、输入侧开关器件的耐压、均压问题和输入滤波器体积大的问题，同时也可以实现高压级、低压级的无功控制，电能质量控制、故障电流限制，增大了装置的实用性，加快了电力电子变压器商业化进程。

主权项

一种新型电力电子变压器，该变压器包含高压级、隔离级和低压级三级结构，所述高压级为n相输入，其中1≤n≤18，所述各相输入的结构相同，所述变压器的高压级、低压级既可以作为输入级，也可以作为输出级，即：该电力电子变压器可以实现能量的双向流动；所述高压级单相由2*N级相同的第一功率模块和2只电抗器串联组成，其中N≥2，上下桥臂串联的第一功率模块数相同，即：上下桥臂各有N级第一功率模块，上桥臂的第N级模块与下桥臂的第一级模块之间串联2只串联的电抗器，所述2只串联电抗器的连接点同时连接输入信号；上下桥臂的每一第一功率模块交流侧直接串联，直流侧的两端线之间并接电容器；所述电力电子变压器的隔离级是由N1级第二功率模块单元串联组成，每一级第二功率模块单元由中高频斩波部分与中高频隔离变压器、中高频同步整流部分三部分组成，N1的大小是由高压级直流母线的电压等级决定，且中高频隔离变压器是单相双绕组变压器或三相多绕组变压器，匝比由应用场合电压等级决定，而中高频同步整流部分的输出连接方式则根据电力电子变压器的应用场合的电压等级要求进行串联、并联或串并联混合；隔离级每一级第二功率模块单元的中高频斩波和中高频同步整流部分是由第三功率模块组成，该第三功率模块由两电平半桥拓扑或全桥拓扑、或者是多电平半桥拓扑或全桥拓扑组成；所述隔离级每一级第二功率模块单元的中高频斩波部分将直流母线传过来的高压级直流电压整形成中高频方波电压，所述隔离级每一级第二功率模块单元的中高频隔离变压器进行高频送能、电压等级变换和电气隔离，所述隔离级每一级第二功率模块单元的中高频同步整流部分将方波信号还原成直流，即所述隔离级实现电压等级的变换、高低压级电气隔离、高低压级能量的传递；所述低压级由若干第三功率模块和电抗器组成。