[发明专利]多端口变流器

权利要求书

1.一种多端口变流器，其特征在于：所述的多端口变流器由三个基本模块（1、2、3）和平衡电路构成；第一基本模块（1）由模块化多电平变流器构成；第二基本模块（2）和第三基本模块（3）由多个隔离链接级（6）串并联构成；第一平衡电路（4）由副边多绕组的单相隔离变压器及附属H桥构成，第二平衡电路（5）由隔离链接级构成；所述的多端口变流器共包含三个端口，所述的三个端口分别位于三个基本模块（1、2、3）中；所述的三个端口中，第一端口的功率等于第二端口和第三端口的功率值和。

2.如权利要求1所述的多端口变流器，其特征在于：所述的基本模块（1）中，模块化多电平变流器有三相，每相分上下两桥臂，每个桥臂由m个子模块（7-1，7-2，……7-m）和一个桥臂电感串联组成，m≥4；每个子模块由第一第二两个带反并联二极管的IGBT（S1、S2）串联组成半桥结构，第一IGBT（S1）和第二IGBT（S2）串联后两端并联子模块电容（Csm）；第二IGBT（S2）的两端引出作为该子模块对外连接的正端口和负端口；多个子模块串联时，一个子模块的正端口连接另一个子模块的负端口。

3.如权利要求1所述的多端口变流器，其特征在于：所述的第二基本模块（2）和第三基本模块（3）结构相同，均由n级隔离链接级串并联构成，n≥4；所述的隔离链接级为隔离型全桥DC/DC变换器；所述的隔离型全桥DC/DC变换器由两个IGBT组成的H桥和一个高频单相隔离变压器组成，所述的单相隔离变压器变比为1:1；所述的变压器的原边和副边分别连接两个H桥的交流侧，两个H桥的直流侧作为对外连接的端口，一侧H桥的直流侧成为输入侧，此直流侧的两个端子分别为正、负端，另一侧H桥的直流侧成为输出侧，此直流侧的两个端子分别为正、负端。

4.如权利要求3所述的多端口变流器，其特征在于：所述的单相隔离变压器变比或者根据设计需要变化。

5.如权利要求2所述的多端口变流器，其特征在于：所述的n级隔离链接级的输入侧串联，n≥4，即每级隔离链接级的输入侧正端子与另一级隔离链接级输入侧的负端子相连，每级隔离链接级的输出侧与另一级隔离链接级的输出侧并联，即每级隔离链接级的输出侧的正端子接在一起，每级隔离链接级的负端子接在一起，构成第二基本模块（2）；隔离链接级的串联侧为第二基本模块（2）的高压侧，隔离链接级的并联侧为第二基本模块（2）的低压侧；第三基本模块（3）和第二基本模块（2）的串并联方式相同；第二基本模块（2）和第三基本模块（3）的高压侧的每一级隔离链接级的输入侧正负端子间并联一个大小相同的电容；第二基本模块（2）和第三基本模块（3）的高压侧串联构成多端口变流器的直流母线，与模块化多电平变流器的直流侧并联。

6.如权利要求1所述的多端口变流器，其特征在于：所述的多端口变流器包含第一平衡电路（4）或第二平衡电路（5）。

7.如权利要求5所述的多端口变流器，其特征在于：所述的第一平衡电路（4）由副边多绕组的单相隔离变压器及附属H桥构成；所述的单相隔离变压器具有单输入绕组、2n组输出绕组，所述的隔离变压器的变比为1:1,1,1,……,1；所述的单相隔离变压器的原边连接第一附属H桥的交流侧，第一附属H桥的直流侧并联在第三基本模块（3）的低压侧，或是第二基本模块（2）的低压侧；单相隔离变压器副边的每一组绕组连接一个附属H桥的交流侧；2n个所述的附属H桥的直流侧分别并联在本发明多端口变流器的直流母线的2n个电容上。

8.如权利要求5所述的多端口变流器，其特征在于：所述的第二平衡电路（5）由一个隔离链接级构成，隔离链接级为隔离型全桥DC/DC变换器；第二平衡电路（5）的输入侧并联在第二基本模块（2）的高压侧，第二平衡电路（5）的输出侧并联在第三基本模块（3）的高压侧。