[发明专利]一种桥臂数可调的大容量高升压三电平隔离型DC/DC变换器

说明书

本发明提出一种桥臂数可调的大容量高升压三电平隔离型DC/DC变换器。若设定所述变换器含有m个桥臂，2m个输入相数，n个增益单元，则其构成如下：一个直流输入电压源、m个桥臂、每个桥臂包括4个功率开关和2个二极管，桥臂上下两侧接直流电源，同时并联两个电容C₁、C₂；2m个变比为1：n的高频变压器T₁、T₂、T₃...T_2m，变压器右端有n个高升压增益单元，负载R_L，滤波电容C₀以及二极管D₀，所述每个高升压增益单元中增益单元1含有2m‑1个电容及二极管，其余增益单元均含有2m个电容及二极管。相比现有的三电平变换器，该变换器输入相数可自由调节，各输入相的电流可自动均流，使得变换器的控制策略简单，输入输出增益高且可调，开关器件电压和电流应力低且也可调，可应用于需要电气隔离的大容量高升压场合中。

技术领域

本发明涉及一种基于桥式的大容量、高升压DC/DC变换器，具体是一种桥臂数可调的大容量高升压三电平隔离型DC/DC变换器。

背景技术

近年来，海上风电直流汇流及输电技术因风电场规模不断扩大，离岸距离不断增加而受到了越来越多的研究与关注。三电平逆变器因开关器件电压应力低被认为是直流汇流中输入侧逆变电路较好的选择，但目前所提方案受限于其输入相数不可调，器件电流应力过高的问题。传统的三电平逆变器与二极管桥式整流器应用广泛，但一方面输出电压增益常通过扩大变压器初次级绕组的匝数比来实现，而大容量高匝数比高频变压器的设计与制作难度均大，在对输入输出电压增益要求较高的场合难以胜任；另一方面逆变器输入相数不可调节，在大电流输入场合中难以利用。

发明内容

为解决现有技术中三电平逆变器输入相数不可调、电压电流应力过高、输入输出增益低且整流侧二极管电压应力高的问题，本发明提供一种桥臂数可调的大容量高升压三电平隔离型DC/DC变换器。

本发明采取的技术方案为:

一种桥臂数可调的大容量高升压三电平隔离型DC/DC变换器，该变换器包含一个多相三电平逆变器，1个直流输入电源，2m个输入相，2m个变比为1：N的高频变压器，n个增益单元，一个输出二极管D₀，一个输出滤波电容C₀，负载R_L。其中：