[发明专利]一种隔离型电压补偿电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流-交流变换器电路，具体说是一种通过使用隔离型交流-交流变换电路实现电网电压补偿和对电网电压进行滤波的隔离型电压补偿电路。

背景技术

在风光互补、风光蓄互补等多能源混合的独立式发电系统或分布式发电系统中，柴油发动机带动同步发电机发电是最常用的后备电源方案。在出现新能源发电装置故障，或新能源发电部分功率不足的情况时，柴油发电装置将开启以维持微电网的正常运行。但是，当微电网中存在大量非线性负载时，负载电流中将含有大量谐波成分；由于电机内部对于负载电流的谐波分量具有相对高的阻抗，所以输出电压降在电机内部，导致波形畸变。如果将发电机直接连接电网，电网电压波形，电能质量将因此大受影响。同时，由于电网中负载功率的变化，电网经常出现电压突降，突升或持续低电压等电能质量问题，这一问题在柴油发电机对电网供电的阶段尤为明显。

在柴油发电机和电网之间加装串联电压补偿电路可以有效的解决以上电网电能质量问题。现有的串联电压补偿电路绝大部分是使用逆变器来实现。逆变器为DC-AC类变换器。该类型系统的主要问题在于：逆变器的DC直流侧需要一大容量储能环节，最常见的是使用大容量电解电容。电解电容有着稳定性差、寿命短的特点。电解电容的存在，降低了逆变器型串联电压补偿电路的可靠性，而电网对挂接在电网上的设备有很高的可靠性要求。因此，逆变器型的串联电压补偿电路在市场上没有得到大规模的应用。

传统的交流斩波器电路和矩阵变换器电路为AC-AC类变换电路，该类型电路的优点是无需大容量储能单元。现有的AC-AC类变换电路为了实现电压谐波补偿和电网电压补偿的功能，或使用了大量开关器件，或使用了全功率的变换器或工频变压器，因此价格较贵，同样不易在市场上推广。

发明内容

本发明提供了一种无储能元件，使用隔离型交流-交流变换电路实现电网电压补偿和对电网电压进行滤波的隔离型电压补偿电路，解决电压突降，突升和持续低电压等电能质量问题。

一种隔离型电压补偿电路，包括原边电路，副边电路；

所述的原边电路包括：

1)与输入电源并联的第一原边支路，由隔离变压器的第一原边绕组，带反并二极管的第一功率开关管，带反并二极管的第二功率开关管，第一滤波电感与第一滤波电容组成；其中带反并二极管的第二功率开关管的发射极与输入电源的正端相连，带反并二极管的第二功率开关管的集电极与第一滤波电感的一端相连，第一滤波电感的另一端与第一滤波电容的一端和隔离变压器的第一原边绕组的参考端共接，第一原边绕组的另一端与第一滤波电容的另一端和带反并二极管的第一功率开关管的集电极共接，带反并二极管的第一功率开关管的发射极与输入电源的负端相接；

2)与输入电源并联的第二原边支路，由隔离变压器的第二原边绕组，带反并二极管的第三功率开关管，带反并二极管的第四功率开关管，第二滤波电感与第二滤波电容组成；其中带反并二极管的第三功率开关管的集电极与输入电源的正端相连，带反并二极管的第三功率开关管的发射极与第二滤波电感的一端相连，第二滤波电感的另一端与第二滤波电容的一端和隔离变压器的第二原边绕组的参考端的异名端共接，第二原边绕组的另一端与第二滤波电容的另一端和带反并二极管的第四功率开关管的发射极共接，带反并二极管的第四功率开关管的集电极与输入电源的负端相接；

3)第一箝位电容和第二箝位电容；第一箝位电容跨接于第一功率开关管的集电极与第三功率开关管的发射极之间，第二箝位电容跨接于第二功率开关管的集电极与第四功率开关管的发射极之间；

所述的副边电路包括：

第一副边绕组的参考端的同名端和输出端口的正端共接，第一副边绕组的另一端和输出端口的负端共接。

本发明中，所述的隔离型电压补偿电路中，原边电路可以被简化，所述的第一滤波电感，第二滤波电感，第一滤波电容和第二滤波电容可以被省去，简化后的原边电路包括：

与输入电源并联的第一原边支路，由隔离变压器的第一原边绕组，带反并二极管的第一功率开关管，带反并二极管的第二功率开关管；其中带反并二极管的第二功率开关管的发射极与输入电源的正端相连，带反并二极管的第二功率开关管的集电极与隔离变压器的第一原边绕组的参考端相接，第一原边绕组的另一端和带反并二极管的第一功率开关管的集电极共接，带反并二极管的第一功率开关管的发射极与输入电源的负端相接；