[发明专利]一种开关电容接入的高频链双向直流变压器及其控制方法

权利要求书

1.一种开关电容接入的高频链双向直流变压器，其特征在于：该高频链双向直流变压器主要由n台相同的直流变换器单元(SCDAB1、SCDAB2、…SCDABn)组成，n为任意正整数；第一台直流变换器单元(SCDAB1)的高压侧第一连接端子(T1)通过直流辅助电感(L1)与高压直流侧的正极相连；第m台直流变换器单元(SCDABm)的高压侧第二连接端子(T2)与第m+1台直流变换器单元(SCDABm+1)的高压侧第一连接端子(T1)相连，1≤m<n；第n台直流变换器单元(SCDABn)的高压侧第二连接端子(T2)与高压直流侧的负极相连；n台直流变换器单元(SCDAB1、SCDAB2、…SCDABn)的低压侧连接端子(T3)均与低压直流侧的正极相连；n台直流变换器单元(SCDAB1、SCDAB2、…SCDABn)的低压侧连接端子(T4)均与低压直流侧的负极相连；

所述的直流变换单元(SCDAB1、SCDAB2、…SCDABn)均由十一个半导体开关(S1～S11)、二个直流电容(C1、C2)、一个高频电感(L2)、一个高频变压器(T)组成；第一半导体开关(S1)的发射极与第二半导体开关(S2)的集电极连接在第一连接端子(T1)；第二、第四和第六半导体开关(S2、S4和S6)的发射极与第一直流电容(C1)的负极连接在第二连接端子(T2)；第一、第三和第五半导体开关(S1、S3、S5)的集电极与第一直流电容(C1)的正极连接在第一公共连接点(P1)；第三半导体开关(S3)的发射极与第四半导体开关(S4)的集电极连接在第二公共连接点(P2)；第五半导体开关(S5)的发射极与第六半导体开关(S6)的集电极连接在第三公共连接点(P3)；第七、第九半导体开关(S7、S9)的发射极与第十一半导体开关(S11)的集电极连接在第三连接端子(T3)；第八、第十半导体开关(S8、S10)的集电极与第二直流电容(C2)的负极连接在第四连接端子(T4)；第七半导体开关(S7)的发射极与第八半导体开关(S8)的集电极连接在第四公共连接点(P4)；第九半导体开关(S9)的发射极与第十半导体开关(S10)的集电极连接在第五公共连接点(P5)；第十一半导体开关(S11)的集电极与第二直流电容(C2)的正极相连；第二、第三公共连接点(P2、P3)与高频电感(L2)以及高频变压器(T)的高压侧绕组串联连接；第四、第五公共连接点(P4、P5)与高频变压器(T)的低压侧绕组串联连接。

2.一种如权利要求1所述的开关电容接入的高频链双向直流变压器的控制方法，其特征在于，所述的控制方法为：

a)所述的开关电容接入的高频链双向直流变压器中，n台直流变换单元中的k台为冗余工作状态，且0≤k<n；

b)正常情况下，n-k台直流变换单元的第一、第十一半导体开关(S1、S11)为导通状态，而第二半导体开关(S2)为关断状态；同时，其余的k台直流变换单元的第一、第十一半导体开关(S1、S11)为关断状态，而第二半导体开关(S2)为导通状态；

c)当任意一台直流变换单元的内部出现损坏或故障时，将该台直流变换单元的第一、第十一半导体开关(S1、S11)关断，第二半导体开关(S2)导通，使得发生损坏或故障的直流变换单元旁路；同时，将任一台冗余的直流变换单元的第一、第十一半导体开关(S1、S11)导通，第二半导体开关(S2)关断，使其投入运行，保证系统始终具有n-k台直流变换单元运行；

d)当开关电容接入的高频链双向直流变压器的高压直流侧或低压直流侧发生短路故障时，将所有直流变换单元的半导体开关均关断，以隔断直流故障，同时保持电容电压。