[发明专利]无需均压控制的双向DC-DC变换器

说明书

本发明提供无需均压控制的双向DC­‑DC变换器。该双向DC­‑DC变换器，由多个基于模块化多电平换流器（MMC）的DC‑AC变换器构建。该模块化多电平换流器，能够箝位直流侧故障，也能利用其模块化的特性方便地实现该单向DC­‑DC变换器在高压大功率场合的应用；多个模块化多电平换流器DC‑AC变换器的采用能保证变换器的双向运行。无需均压控制的双向DC­‑DC变换器依靠内部配置的辅助电容、辅助IGBT模块、钳位二极管能够在双向DC­‑DC变换器实现直流电压转换的基础上，自发地均衡DC‑AC变换器中子模块的电容电压，而无需专门的均压控制。

技术领域

本发明涉及输配电技术领域，具体涉及一种无需均压控制的双向DC-DC变换器。

技术背景

DC-DC变换器是直流电网的重要组成部分，基于模块化多电平换流器MMC的DC-DC变换器，由于MMC采用子模块级联的方式构造DC-AC变换器，适用于高压大功率场合，具有很高的应用前景。

MMC的直流侧电压并非由一个大电容支撑，而是由一系列相互独立的悬浮子模块电容串联支撑。也为了提高DC-DC变换器的转换效率，必须保证子模块电容电压在桥臂功率的周期性流动中处于动态稳定的状态。

基于电容电压排序的排序均压算法是目前解决MMC中子模块电容电压均衡问题的主流思路。首先，排序功能的实现必须依赖电容电压的毫秒级采样，需要大量的传感器以及光纤通道加以配合；其次，当子模块数目增加时，电容电压排序的运算量迅速增大，为控制器的硬件设计带来巨大挑战；此外，排序均压算法的实现对子模块的开断频率有很高的要求，开断频率与均压效果紧密相关，在实践过程中，可能因为均压效果的限制，不得不提高子模块的触发频率，进而带来换流器损耗的增加。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种不依赖均压算法的双向DC-DC变换器。

本发明具体的构成方式如下。

无需均压控制的双向DC-DC变换器，由模块化多电平换流器构成的DC-AC变换器交流侧输出直接相连。

上述无需均压控制的双向DC-DC变换器，DC-AC变换器中，第一个辅助电容正极连接辅助IGBT模块，负极连接箝位二极管并入直流母线正极；第二个辅助电容负极连接辅助IGBT模块，正极连接箝位二极管并入直流母线负极。除此之外DC-AC变换器中A相、B相由改造后的半桥子模块、单箝位子模块、全桥子模块与钳位二极管组合而成。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是A相中改造后的子模块结构示意图；

图2是B相中改造后的子模块结构示意图；

图3是无需均压控制的双向DC-DC变换器。

具体实施方式

为进一步阐述本发明的性能与工作原理，一下结合附图对本发明的构成方式与工作原理进行具体说明。但基于该原理的双向DC-DC变换器不限于图3。

参考图3，无需均压控制的双向DC-DC变换器，由模块化多电平换流器构成的DC-AC变换器交流侧输出直接相连。