[发明专利]一种混合多端口电力电子功率调节器

权利要求书

1.一种混合多端口电力电子功率调节器，其特征在于，包括依次连接的高压级、隔离级和低压级；所述高压级通过级联多电平电路结构接入高速铁路牵引供电系统的两相牵引供电臂；所述隔离级包括依次连接的高频逆变电路、三绕组高频变压器和整流电路；所述高频逆变电路的直流接口与所述高压级连接；所述低压级包括直流母线；所述直流母线与所述整流电路、连接端口连接；所述连接端口接外部新能源模块。

2.根据权利要求1所述的混合多端口电力电子功率调节器，其特征在于，所述高压级两相结构相同，每一相包括N个级联的第一功率变换模块；所述第一功率变换模块的交流端口与牵引供电系统中的一相牵引供电臂连接。

3.根据权利要求2所述的混合多端口电力电子功率调节器，其特征在于，所述的第一功率变换模块即单相桥式电路，所述单相桥式电路包括四个带有反并联二极管的绝缘栅双极型晶体管；四个绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与各自的续流二极管的阴极相连接，四个绝缘栅双极型晶体管的发射极分别与各自的续流二极管的阳极相连接；第一绝缘栅双极型晶体管的发射极和第二绝缘栅双极型晶体管的集电极相连接并作为第一功率变换模块的交流端口A，第三绝缘栅双极型晶体管的发射极和第四绝缘栅双极型晶体管的集电极相连接并作为第一功率变换模块的交流端口B，第一绝缘栅双极型晶体管的集电极与第三绝缘栅双极型晶体管的集电极相连接作为第一功率变换模块的直流端口的正极C，第二绝缘栅双极型晶体管的发射极与第四绝缘栅双极型晶体管的发射极相连接作为第一功率变换模块的直流端口的负极D。

4.根据权利要求2所述的混合多端口电力电子功率调节器，其特征在于，所述隔离级的高频逆变电路两相结构相同，每相包括N个第二功率变换模块；每个所述第二功率变换模块的直流接口与高压级同相对应的第一功率变换模块的直流端口连接，且在直流接口处并入电容；所述高频逆变电路一相中的第二功率变换模块的交流端口与另一相中相对应的第二功率变换模块的交流端口同时连接到三绕组高频变压器原边的两个绕组接口，作为三绕组高频变压器原边的输入。

5.根据权利要求4所述的混合多端口电力电子功率调节器，其特征在于，所述隔离级包括N个三绕组高频变压器。

6.根据权利要求5所述的混合多端口电力电子功率调节器，其特征在于，所述隔离级的整流电路包括N个第三功率变换模块；所述第三功率变换模块交流端口连接相应的三绕组高频变压器的副边绕组，直流接口与低压级直流母线相连接。

7.根据权利要求6所述的混合多端口电力电子功率调节器，其特征在于，所述第三功率变换模块的直流端口与直流母线相连接，同时在直流端口并入电容。

8.根据权利要求1所述的混合多端口电力电子功率调节器，其特征在于，所述连接端口即双向DC/DC电路，所述双向DC/DC电路包括两个带有反并联二极管的绝缘栅双极型晶体管，第五绝缘栅双极型晶体管和第六绝缘栅双极型晶体管的集电极分别与各自的续流二极管的阴极相连接，所述第五绝缘栅双极型晶体管和第六绝缘栅双极型晶体管的发射极分别与各自的续流二极管的阳极相连接；第五绝缘栅双极型晶体管的集电极作为连接直流母线正极的端口E，第六绝缘栅双极型晶体管的发射极作为连接直流母线负极的端口F，第五绝缘栅双极型晶体管的发射极与第六绝缘栅双极型晶体管的集电极通过电感连接储能装置或新能源模块作为端口G，第六绝缘栅双极型晶体管的发射极作为连接储能装置或新能源模块的端口H。