[发明专利]一种适用于三电平双半桥的双向直流变换器功率回路拓扑

说明书

本发明属于电力电子变换器技术领域，尤其涉及一种适用于三电平双半桥的双向直流变换器功率回路拓扑。该功率回路拓扑包括高频变压器和连接在高频变压器两边的原边与副边电路；原边电路包括：与高频变压器相连接的原边半桥式电路、与原边半桥式电路相连接的第一钳位桥臂和高压侧电源、与高侧压电源连接的第一电阻电路和第一电容电路以及连接在原边半桥式电路与高频变压器的原边之间的功率电感；副边电路包括：与高频变压器相连接的副边半桥式电路、与副边半桥式电路相连接的第二钳位桥臂和低压侧电源以及与低侧压电源连接的第二电阻电路和第二电容电路。该功率回路拓扑适用于一侧高电压，另一侧大电流的场合，使用的全控型器件数量少、成本低，操作难度低。

技术领域

本发明属于电力电子变换器技术领域，尤其涉及一种适用于三电平双半桥的双向直流变换器功率回路拓扑。

背景技术

近年来，随着新能源技术的不断发展，大量的电力系统接入。但由于新能源发电的不稳定性，在接入电网后易使电网产生波动，影响电网正常运行，甚至出现一些不必要的事故。

由于可以在电力系统中接入储能系统，通过控制储能系统的充放电，可有效利用新能源发电，改善供电质量，于是提出了双全桥DC-DC。

在已经提出的双全桥DC-DC中，可以通过控制两个全桥输出电压之间的相角差，实现能量的双向流动。然而，由于结构本身的原因，不可避免地会出现功率回流的问题，因而在单移相的基础上提出了双重移向，三重移向等控制方式来减小功率回流。

但是，目前的两个三电平全桥电路中，显而易见的问题就是开关管的个数多，成本比较高，且开关管的开关损耗较大，同时需要驱动开关管的驱动信号多，使得实现的时候比较困难。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本发明提供了一种适用于三电平双半桥的双向直流变换器功率回路拓扑，该功率回路拓扑适用于一侧高电压，另一侧大电流的场合，且使用的全控型器件数量少、成本低，降低操作难度。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种适用于三电平双半桥的双向直流变换器功率回路拓扑，包括：高频变压器以及连接在所述高频变压器两边的原边电路与副边电路；

所述原边电路，包括：与所述高频变压器相连接的原边半桥式电路、与所述原边半桥式电路相连接的第一钳位桥臂和高压侧电源、与所述高侧压电源连接的第一电阻电路和第一电容电路以及连接在所述原边半桥式电路与所述高频变压器的原边之间的功率电感；

所述副边电路，包括：与所述高频变压器相连接的副边半桥式电路、与所述副边半桥式电路相连接的第二钳位桥臂和低压侧电源以及与所述低侧压电源连接的第二电阻电路和第二电容电路；

所述副边半桥式电路、第二钳位桥臂、第二电阻电路和第二电容电路分别与原边半桥式电路、第一钳位桥臂、第一电阻电路和第一电容电路对称。

进一步地，所述原边半桥式电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；

所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管依次串联后并联连接在所述高压侧电源的两端；

所述第二开关管和第三开关管之间引出输出端子。

进一步地，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管为场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管的全控型开关器件。

进一步地，所述第一钳位桥臂包括第一箝位二极管和第二箝位二极管；

所述第一箝位二极管和第二箝位二极管串联后并联于所述第一开关管的第二端与第四开关管的第一端。