[发明专利]一种模块化器件串联式直流变压器及其控制方法与应用

权利要求书

1.一种模块化器件串联式直流变压器，包括高频隔离变压器T_r及其连接的高压侧结构与低压侧结构，其特征在于，

所述高压侧结构包括滤波电感L_f、子模块支路SSB、全桥变换器FB₁以及与高频隔离变压器T_r的高压侧串联的传输电感L_r，所述子模块支路SSB与全桥变换器FB₁的直流侧接口相并联，且两者并联后的正极经滤波电感L_f与高压侧直流端口的正极相连，两者并联后的负极与高压侧直流端口的负极直接连接；所述全桥变换器FB₁的第一半桥中点经传输电感L_r与高频隔离变压器T_r的高压侧的一端相连，所述全桥变换器FB₁的第二半桥中点与高频隔离变压器T_r的高压侧的另一端直接连接；

所述低压侧结构包括全桥变换器FB₂和滤波电容C_L，所述全桥变换器FB₂中第一桥臂和第二桥臂中点分别与高频隔离变压器T_r低压侧的两端连接，所述全桥变换器FB₂的直流侧端口与滤波电容C_L相并联后与低压侧直流端口的正负极对应连接。

2.根据权利要求1所述的模块化器件串联式直流变压器，其特征在于，所述子模块支路SSB包括N个串联连接的半桥型子模块SM_i，i＝1,2…N，其中，第一半桥型子模块SM₁的输入端为子模块支路SSB的正极端口，最后一个半桥型子模块SM_N的输出端为子模块支路SSB的负极端口。

3.根据权利要求2所述的模块化器件串联式直流变压器，其特征在于，所述半桥型子模块SM_i包括子模块电容C_Si、半桥上管S_i1以及半桥下管S_i2，半桥上管S_i1和半桥下管S_i2串联连接构成半桥桥臂，所述半桥桥臂与子模块电容C_Si并联连接，所述半桥上管S_i1与子模块电容C_Si的连接点为半桥型子模块SM_i的正极，半桥下管S_i2与子模块电容C_Si的连接点为半桥型子模块SM_i的负极，半桥桥臂中点为半桥型子模块SM_i的输入端，半桥型子模块SM_i的负极为半桥型子模块SM_i的输出端，N个相同的半桥型子模块串联构成子模块支路SSB。

4.根据权利要求3所述的模块化器件串联式直流变压器，其特征在于，所述全桥变换器FB₁中包括相互并联连接的第一半桥和第二半桥，其中，第一半桥包括串联连接的开关管组SS₁和开关管组SS₂，第二半桥包括串联连接的开关管组SS₃和开关管组SS₄，且每个开关管组SS_j包括M个串联连接的开关器件T_jm，其中，j＝1,2,3,4；m＝1,2…M。

5.根据权利要求4所述的模块化器件串联式直流变压器，其特征在于，所述全桥变换器FB₂包括相互并联连接的第一桥臂和第二桥臂，其中，第一桥臂包括串联连接的开关管Q₁和开关管Q₂，第二桥臂包括串联连接的开关管Q₃和开关管Q₄。