[实用新型]一种模块化的电力电子变压器

权利要求书

1.一种模块化电力电子变压器，包含多相输入、各相独立、且结构相同的高压级、隔离级和低压级，所述高压级、隔离级和低压级构成三级结构，该变压器的高压级和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；

其特征在于：所述变压器的高压级、隔离级和低压级都是采用功率模块串、并联结构来解决电压等级、功率等级和用户需求等问题；

所述电力电子变压器的高压级包括功率模块、电抗器和电容器，所述高压级的单相桥臂由N级串联功率模块、2只电抗器和N只电容器组成，N为自然数，每一串联功率模块由两个半桥功率模块构成，形成全控桥模块，每一半桥功率模块直流侧的两个端线直接相连，而每一串联功率模块的交流侧的两个端线依次串联，在首尾串联功率模块的交流端分别串接入一只电抗器，且在单相交流输入端或多相交流输入端之间并接一组电容器组，该电容器组由N只电容器串联而成；

所述电力电子变压器的隔离级包括中、高频变压器和功率模块，功率模块的数量由高压级串联功率模块的数量决定，中、高频变压器的功率等级和数量由装置的功率等级和隔离级功率模块的数量决定，功率模块完成对直流电压的方波调制和方波解调，中、高频变压器完成电压等级的变换、电气隔离和电能的传送，中、高频变压器可以是双绕组结构，也可以是三绕组结构；

所述电力电子变压器的低压级包括功率模块和滤波器模块，功率模块完成对直流电压的正弦调制和电压等级变换，滤波器模块完成低通滤波功能。

2.如权利要求1所述的电力电子变压器，其特征在于所述高压级、隔离级和输出级的各功率模块都是由半桥拓扑构成，该半桥拓扑包括两只带续流二极管的可关断开关管器件和两只电容器，具体连接方式为：带有反并联二极管的两只可关断开关管串联后再与两只串联的电容器相并联；同时，该功率模块提供4个带有反并联二极管的功率接口：接口1是两串联开关管的中点，接口2、3是功率模块直流母线，接口4是串联电容中点；该功率模块提供多个信号接口，包括电容电压信号接口，交流电流检测接口、公共接地点和通信接口；其特征在于构成高压级、隔离级和输出级的功率模块均采用集中-分散控制模式，即：一台电力电子变压器包含一套集中-分散控制系统，集中-分散控制系统包括集中控制单元、分散控制单元和监控单元。

3.如权利要求2所述的电力电子变压器，其特征在于各功率模块都具有单独的控制子系统，即分散控制单元，分别对直流母线电压、直流母线电流、交流侧电流、功率模块内部工作温度进行监控，并判断功率模块是否存在过压、过流、过温，同时启动相关的保护动作；其特征在于各功率模块都具有通信功能，并能适时将各功率模块的状态信息传递到集中控制单元。