[发明专利]一种具有冗余功能的智能微网用电力电子变压器

权利要求书

1.一种具有冗余功能的智能微网用电力电子变压器，其特征在于，包括若干个级联的整流器，每个整流器的输出端分别连接至不同的冗余单元模块的输入端，每个冗余单元模块的输出端分别连接至不同的逆变器输入端；其中，所有的冗余单元模块级联，冗余单元模块中包括并联的高频变压器T1和高频变压器T2；

冗余单元模块包括依次连接的全桥逆变电路、高频变压器T1、高频变压器T2、第一和第二整流单元以及第一和第二滤波支路，其中，高频变压器T1和高频变压器T2的原边连接至同一个全桥逆变电路，高频变压器T1和高频变压器T2的副边分别与第一整流单元和第二整流单元的输入端连接，第一整流单元和第二整流单元的输出端分别与第一滤波支路和第二滤波支路连接，第一整流单元和第二整流单元的输出端，第一整流单元和第二整流单元并联；

全桥逆变电路包括并联的超前桥臂和滞后桥臂，超前桥臂包括MOS管Q5，MOS管Q5的S极与MOS管Q6的D极连接，MOS管Q6的S极与MOS管Q7的D极连接，MOS管Q7的S极与MOS管Q8的D极连接；滞后桥臂包括MOS管Q1，MOS管Q1的S极与MOS管Q2的D极连接，MOS管Q2的S极与MOS管Q3的D极连接，MOS管Q3的S极与MOS管Q4的D极连接；

还包括电容C1和电容C2，电容C1一端和MOS管Q5及MOS管Q1的D极连接，另一端和MOS管Q6及MOS管Q2的S极连接，电容C2一端和MOS管Q7及MOS管Q3的D极连接，另一端和MOS管Q8及MOS管Q4的S极连接；

第一整流单元包括三组并联的二极管，每组包括两个串联的二极管，第一组包括二极管D1和D4，第二组包括二极管D2和D5，第三组包括二极管D3和D6；

第二整流单元包括三组并联的二极管，每组包括两个串联的二极管，第一组包括二极管D7和D10，第二组包括二极管D8和D11，第三组包括二极管D9和D12；

还包括MOS管Q9、MOS管Q10、MOS管Q11和MOS管Q12，MOS管Q9的S极和二极管D1的负极连接，D极和二极管D2的负极连接；MOS管Q10的S极和二极管D4的负极连接，D极和二极管D1的正极连接；MOS管Q11的S极和二极管D7的负极连接，D极和二极管D8的负极连接；MOS管Q12的S极和二极管D10的负极连接，D极和二极管D7的正极连接；

高频变压器T2的副边同名端与高频变压器T1的中性点、二极管D7的正极以及MOS管Q12的D极连接，高频变压器T2的中性点与高频变压器T1的副边的非同名端连接、D8的正极以及二极管D11的负极连接，高频变压器T2的副边另一端与二极管D9的正极以及二极管D12的负极连接；

高频变压器T1的副边同名端与二极管D1的正极以及MOS管Q10的D极连接，高频变压器T1的中性点与二极管D2的正极以及二极管D5的负极连接，高频变压器T1副边另一端与二极管D3的正极以及二极管D6的负极连接；

在t₀～t₁时间段内，高频变压器T1原边开关管Q1、Q4、Q6、Q7和副边开关管Q10、Q11同时导通，开关管Q2、Q3、Q5、Q8和Q9、Q12处于断开状态，没有电流流过；

在t₁～t₂时间段内，原边开关管Q1、Q4、Q6、Q7和副边开关管Q9、Q12同时导通，开关管Q2、Q3、Q5、Q8和Q10、Q11处于断开状态，没有电流流过；

在t₂～t₃时间段内，原边开关管Q2、Q3、Q5、Q8和副边开关管Q9、Q12同时导通，开关管Q1、Q4、Q6、Q7和Q10、Q11处于断开状态，没有电流流过；

在t₃～t₄时间段内，原边开关管Q2、Q3、Q5、Q8和副边开关管Q10、Q11同时导通，开关管Q1、Q4、Q6、Q7和Q9、Q12处于断开状态，没有电流流过。

2.根据权利要求1所述的一种具有冗余功能的智能微网用电力电子变压器，其特征在于，还包括电容C_i1和电容C_i2，电容C_i1的一端与MOS管Q1的S极连接，另一端与高频变压器T1原边的同名端连接，高频变压器T1原边另一端与MOS管Q3的S极连接，电容C_i2的一端与MOS管Q5的S极连接，另一端与高频变压器T2原边的同名端连接，高频变压器T2原边另一端与MOS管Q7的S极连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有冗余功能的智能微网用电力电子变压器，其特征在于，第一滤波支路包括电感L₁、电容C₀₁和电阻R₁，电容C₀₁和电阻R₁并联后一端与电感L₁的输出端以及滤波电路的正向输出端Vout+连接，另一端与二极管D4、D5和D6的正极以及滤波电路的负向输出端Vout-连接，电感L₁的输入端与MOS管Q9的D极、二极管D2的负极以及二极管D3的负极连接；

第二滤波支路包括电感L₂、电容C₀₂和电阻R₂，电容C₀₂和电阻R₂并联后一端与电感L₂的输出端以及Vout+连接，另一端与二极管D10、D11和D12的正极以及滤波电路的负向输出端Vout-连接，电感L₂的输入端与MOS管Q11的D极、二极管D8的负极以及二极管D9的负极连接。