[发明专利]一种采用模块化结构的高压大功率直直变换器

说明书

技术领域

本发明属于大功率电力电子应用领域，尤其涉及一种采用模块化结构的高压大功率直直变换器。

背景技术

随着高压直流输电和城市轨道交通等行业的快速发展，高压直流供电系统得到了越来越多的应用。不少场合需要直接从高压直流系统取低压直流电为电力设备供电，传统的供电方法是单独架设电压交流系统，经过变压器，整流，得到直流低压电或者采用大容量的交流变压器进行降压得到低压直流供电系统。这些方法都存在着取电困难和线路铺设成本高的问题，特别是高压直流输电系统线路较长的情况下，取电将变得更加困难。

为解决从高压直流系统取得低压直流电的困难，本发明将高压系统中应用的模块化级联结构变流器引入到降压型直直变换器中，该变换器不需要增加单独的低压系统和输电线路，可以直接从高压系统进行取电，高压系统直接取电的难题。

发明内容

本发明的技术问题在于提供一种采用模块化结构的高压大功率直直变换器，以解决需要进行高压直流变换为低压直流电的场合。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方案为：

采用模块化结构的高压大功率直直变换器,高压直流电经过并联的电容和模块化半桥结构的变流器构成逆变回路，模块化半桥结构的变流器级联后和两组分压电容(C₁和C₂)接在高压直流侧(E)，再经过高频隔离变压器(T)隔离,在变压器二次侧经过二极管(D₁和D₂)进行全波整流后再经过电感(L)和电容(C)的构成的滤波支路滤波得到稳定的低压直流电；所述模块化半桥结构的变流器上下桥臂开关管数量相等的偶数个；各模块化半桥结构的变流器由两个开关管(S₁和S₂)和一个电容C₀构成。

本发明模块化结构的高压大功率直直变换器，将高压直流电经过模块化半桥结构的变流器和电容构成逆变回路，再经过高频隔离变压器(T),变压器二次侧经过二极管进行全波整流,最后经过电感和电容的滤波得到低压直流电。模块化半桥结构的变流器上下桥臂开关管数量相等(实施例图中为4个)，分别级联在一起。每个开关管承受的电压应力小，可选用低压开关管。该电路特别适合直接从高压系统取得低压直流电的场合。

采用本发明的装置和方法，通过采用模块化结构的高压大功率直直变换器解决高压直流系统直接取得低压直流电的难题，是提高直流供电系统技术性能和经济性能的创新及重要举措。

本发明的工作原理是：高压直流电经过模块化半桥结构的变流器和电容构成高频逆变回路，再经过高频隔离变压器(T)进行降压隔离,变压器二次侧经过二极管(D)进行全波整流,最后经过电感和电容的滤波得到低压直流电。通过控制低压直流的输出电压大小，来控制半桥结构变流器开关的导通和关闭。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明可以直接接入高压直流电供电系统，方便用户取电，提高直流系统供电资源的利用。

二、本发明中的半桥结构的变流器采用模块化结构，便于制造和安装。

三、本发明亦可用于中低压需要进行直直变换场合。

附图说明

图1为采用模块化结构的高压大功率直直变换器结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的变换器做进一步的详述。

图1为采用模块化结构的高压大功率直直变换器结构图。

本发明实施例如图1所示，模块化半桥结构的变流器(两个开关管和一个电容构成)级联在一起和两组分压电容接在高压直流(E)侧，变流器采用高频开关逆变工作模式；高频隔离变压器(T)进行高频高压交流与低压交流之间的降压隔离；降压后的交流经过二极管(D₁和D₂)进行全波整流得到直流低压直流电；最后经过电感(L)和电容(C)的构成的滤波之路进行滤波得到稳定的低压直流电。

以上显示和描述了本发明的结构方案、基本原理及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书描述的只是本发明的结构方案、控制方法和基本原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。