[发明专利]具有AC和DC功率能力的混合配电变压器

权利要求书

1.一种混合变压器，具有用于从电源接收输入电压和电流的初级侧以及用于向负载提供输出电压和电流的次级侧，所述混合变压器包括：

铁磁芯；

第一、第二和第三绕组，缠绕于所述芯周围，其中所述第一、第二和第三绕组中的至少一个绕组是用于连接到所述电源的初级绕组，并且所述第一、第二和第三绕组中的至少一个绕组是用于连接到所述负载的次级绕组；以及

AC-AC转换器，包括：

第一切换桥接器，连接到所述第一绕组；

第二切换桥接器，与所述第二绕组串联连接；

DC桥接器，连接于所述第一与第二切换桥接器之间；以及

控制器，可操作用于控制所述第一和第二切换桥接器以控制所述混合变压器的初级侧上的功率因子并且在所述输入电压改变的情况下减少所述输出电压的变化。

2.根据权利要求1所述的混合变压器，其中所述第一和第二绕组是次级绕组而所述第三绕组是初级绕组。

3.根据权利要求1所述的混合变压器，其中所述第一和第二绕组是初级绕组而所述第三绕组是次级绕组。

4.根据权利要求1所述的混合变压器，其中所述DC桥接器包括多个电容器和用于向DC负载提供DC功率的一个或者多个抽头。

5.根据权利要求4所述的混合变压器，还包括与所述DC桥接器并联连接的常开开关和电池组，其中当所述输入电压出现中断时所述开关闭合、由此从所述电池组向所述第二切换桥接器提供DC功率。

6.根据权利要求4所述的混合变压器，还包括传感器和用于监视所述混合变压器的操作的监视设备，所述监视设备连接到所述一个或者多个抽头以从所述DC桥接器接收DC功率。

7.根据权利要求6所述的混合变压器，其中所述监视设备是从所述传感器接收所述混合变压器的操作数据的智能电子设备(IED)，所述操作数据包括所述第一、第二和第三绕组中的电流、电压和温度。

8.根据权利要求7所述的混合变压器，其中所述IED包括所述控制器。

9.根据权利要求8所述的混合变压器，其中所述IED通过通信链路连接到位于远处的控制中心并且可操作用于向所述控制中心发送所述操作数据并且从所述控制中心接收用于所述控制器的命令。

10.一种混合变压器，具有用于从电源接收输入电压和电流的初级侧以及用于向负载提供输出电压和电流的次级侧，所述配电变压器包括：

铁磁芯；

第一和第二绕组，缠绕于所述芯周围，所述第一绕组具有相对末端、设置于所述末端之间的多匝和连接到所述匝之一的抽头，所述抽头有助于限定所述第一绕组的绕组部分，并且其中所述第一和第二绕组之一是用于连接到所述电源的初级绕组，并且所述第一和第二绕组中的另一绕组是用于连接到所述负载的次级绕组；

功率电子模块，连接到所述第一绕组的抽头；以及

控制设备，可操作用于控制所述功率电子模块以调节所述输出电压的变化并且控制所述混合变压器的初级侧上的功率因子。

11.根据权利要求10所述的混合变压器，其中所述功率电子模块包括AC-AC转换器，所述AC-AC转换器包括第一和第二转换器，所述第一转换器使用所述抽头来与所述绕组部分中的第一绕组部分并联连接，而所述第二转换器与所述绕组部分中的第二绕组部分串联连接。

12.根据权利要求11所述的混合变压器，其中所述第一绕组是所述初级绕组而所述第二绕组是所述次级绕组。

13.根据权利要求11所述的混合变压器，其中所述第一绕组是所述次级绕组而所述第二绕组是所述初级绕组。

14.根据权利要求11所述的混合变压器，还包括第一和第二开关，所述第一开关与所述第一转换器串联连接，而所述第二开关与所述第二转换器并联连接。

15.根据权利要求14所述的混合变压器，其中所述第一和第二开关中的各开关是机械开关、电子开关或者混合电子/机械开关。