[发明专利]一种五电平双桥双向隔离型直流变换器

说明书

本发明涉及一种五电平双桥双向隔离型直流变换器；包括：高压侧的五电平全桥结构、低压侧的半桥结构、功率电感和高频变压器；所述五电平全桥结构的引出端子通过功率电感与所述高频变压器的原边连接；所述低压侧的半桥结构的引出端子与所述高频变压器的副边连接；本发明的变换器相对于传统的双向对称全桥电路，低压侧减少了可控开关管的使用数量，简化了驱动电路，有效的降低了成本；同时移相控制的使用，减小了回流功率，进而提升了整体能量传输的效率，可广泛应用于直流转换变比较高的场合。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种五电平双桥双向隔离型直流变换器。

背景技术

随着经济的快速发展，能源需求和不可再生资源短缺的矛盾日渐突出；近些年来可再生能源得到了快速发展，例如太阳能和风能等在发电行业的应用。基于可再生能源与储能元件构成的微电网系统在电力系统中得到了广泛的应用。但是伴随着太阳能和风能等新能源的接入，由于受到自然条件的制约，其不稳定的性能会影响电能的质量，进而在一定程度上干扰到电力系统的正常运行；

现有的直流变换器采用双向全桥的拓扑结构，即高频变压器原边副边两侧通常都是全桥结构；一方面，该结构设置的开关数量较多且接线复杂，这无疑增加了前期的投入成本；另一方面，由于拓扑结构在能量传输过程中易出现功率回流的问题，无形中降低了电力电子变换装置的传输效率；因此亟需一种结构简单又能保证能量传输效率的变换器。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有的变换器结构复杂且能量传输效率不高的技术问题，本发明提供一种五电平双桥双向隔离型直流变换器。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

高压侧的五电平全桥结构、低压侧的半桥结构、功率电感L₁和高频变压器T₁；

所述五电平全桥结构的引出端子通过功率电感L₁与所述高频变压器T₁的原边连接；

所述低压侧的半桥结构的引出端子与所述高频变压器T₁的副边连接。

可选地，所述高压侧的五电平全桥结构包括：高压侧电源E₁、第一均压电阻R₁、第二均压电阻R₂、第一母线电容C₁、第二母线电容C₂、第一开关管S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃、第四开关管S₄、第五开关管S₅、第六开关管S₆、第七开关管S₇、第八开关管S₈、第十一箝位二极管D₁₁、第十二箝位二极管D₁₂、第十三箝位二极管D₁₃和第十四箝位二极管D₁₄；

所述第一均压电阻R₁和第二均压电阻R₂串联后与所述高压侧电源E₁并联；

所述第一母线电容C₁和第二母线电容C₂串联后与所述高压侧电源E₁并联；

所述第一开关管S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃和第四开关管S₄依次串联后与所述高压侧电源E₁并联；