[发明专利]一种集成三端口功率变换器

权利要求书

1.一种集成三端口功率变换器，其特征在于：所述功率变换器包括具有三个独立绕组的变压器、第一电压型逆变单元、第二电压型逆变单元、输出整流单元、控制模块单元以及端口P1、P2和P3，其中，一个端口P3作为负载端口，另外两个端口P1、P2作为源或负载端口；端口P3与输出整流单元连接，所述端口P1与第一电压型逆变单元连接，所述端口P2与第二电压型逆变单元连接，其中一个变压器的独立绕组与所述输出整流单元连接，所述第一电压型逆变单元、第二电压型逆变单元分别与变压器的另外两个独立绕组连接，所述第一电压型逆变单元、第二电压型逆变单元、输出整流单元的受控开关均与所述控制模块单元连接；所述第一电压型逆变单元和第二电压型逆变单元均为电压型全桥单元，所述电压型全桥单元由四个功率管组成两个并联桥臂，桥臂一个中点连接一电容，通过该电容与阻抗匹配单元相连，桥臂另外一个中点与阻抗匹配单元相连；

通过集中控制，控制不同单元的功率管，来实现端口P1和P2之间功率转换为双向的，端口P1和P2对端口P3之间功率转换为单向的，从而实现：电网整流而来的直流高压对高压储能电池电压和低压电器进行充电，高压储能电池电压可以通过逆变向电网直流高压返回能量，高压储能电池电压向低压电器进行充电；如此设计，通过一个模块实现三个以上的模块功能。

2.如权利要求1所述的集成三端口功率变换器，其特征在于：所述功率变换器还包括第一阻抗匹配单元和第二阻抗匹配单元，所述第一电压型逆变单元与所述第一阻抗匹配单元连接，所述第一阻抗匹配单元与变压器的另外两个独立绕组中的一个独立绕组连接；所述第二电压型逆变单元与所述第二阻抗匹配单元连接，所述第二阻抗匹配单元与变压器的另外两个独立绕组中的另一个独立绕组连接。

3.如权利要求2所述的集成三端口功率变换器，其特征在于：所述第一阻抗匹配单元和/或第二阻抗匹配单元采用一个电感。

4.如权利要求1～3之一所述的集成三端口功率变换器，其特征在于：所述变压器为在同一个铁芯上设有三个独立绕组，所述三个独立绕组之间相互电气隔离。

5.如权利要求1～3之一所述的集成三端口功率变换器，其特征在于：所述输出整流单元为全波整流单元，由两个功率管和一个电感组成，其中两个功率管和电感分别与三绕组变压器的一个独立端口相连，两个功率管另外一端相连之后与端口P3相连，电感另外一端与端口P3相连。

6.如权利要求1～3之一所述的集成三端口功率变换器，其特征在于：所述的控制模块单元包括用于采集各端口的电压和电流信号的采样和隔离电路、调理电路、计算和控制电路以及隔离和驱动电路，所述采样和隔离电路与调理电路连接，所述调理电路与所述计算和控制电路连接，所述计算和控制电路与所述隔离和驱动电路连接。

7.如权利要求5所述的集成三端口功率变换器，其特征在于：所述功率管为可控开关管。