[发明专利]单级式隔离型三相双向AC/DC变换器及控制方法

权利要求书

1.一种单级式隔离型三相双向AC/DC变换器，其特征在于：包括3个交流侧电感(1)、3个交流侧电容(2)、1个三相全桥(3)、3个双向开关(4)、2个变压器端电位双向箝位开关(5)、1个单相全桥(6)、1个隔离变压器(7)、1个整流/逆变单相全桥(8)、1个直流侧滤波电感(9)和1个直流侧滤波电容(10)；3个交流侧电感(1)的一端分别连接到三相交流电源端口，3个交流侧电感(1)的另一端分别经3个交流侧电容(2)与三相全桥(3)的3个桥臂的中点相连，3个双向开关(4)的一端分别连接与三相全桥(3)的3个桥臂的中点相连，3个双向开关(4)的另一端同时连接至公共节点Y，三相全桥(3)的正直流母线节点p与负直流母线节点n分别连接到单相全桥(6)的直流侧，隔离变压器(7)的原边两端分别经单相全桥(6)的2个桥臂的中点与2个变压器端电位双向箝位开关(5)的一端相连，2个变压器端电位双向箝位开关(5)的另一端连接至公共节点Y，隔离变压器(7)的副边两端分别与整流/逆变单相全桥(8)的2个桥臂的中点相连，整流/逆变单相全桥(8)的一个公共直流端口连接直流侧滤波电感(9)的一端，直流侧滤波电感(9)的另一端作为整个变换器的直流端口正端，该直流端口正端与直流侧滤波电容(10)的一端相连，直流侧滤波电容(10)的另一端作为整个变换器的直流端口负端，该直流端口负端与整流/逆变单相全桥(8)的另一个公共直流端口相连；所述2个变压器端电位双向箝位开关(5)包含第十三～第十六开关管；第十三开关管的源极与第十四开关管的源极相连作为一个变压器端电位双向箝位开关；第十五开关管的源极与第十六开关管的源极相连作为一个变压器端电位双向箝位开关；第十三开关管的漏极与公共节点Y相连，第十四开关管的漏极与单相全桥(6)的一个桥臂的中点相连，第十五开关管的漏极与公共节点Y相连，第十六开关管的漏极与单相全桥(6)的另一个桥臂的中点相连。

2.根据权利要求1所述单级式隔离型三相双向AC/DC变换器，其特征在于：所述三相全桥(3)包含第一～第六开关管；第一开关管的发射极与第二开关管的集电极相连作为一个桥臂，第三开关管的发射极与第四开关管的集电极相连作为一个桥臂，第五开关管的发射极与第六开关管的集电极相连作为一个桥臂；第一开关管、第三开关管与第五开关管的集电极相连于同一节点，该节点即为三相全桥(3)的正直流母线节点p；第二开关管、第四开关管与第六开关管的发射极相连于同一节点，该节点即为三相全桥(3)的负直流母线节点n。

3.根据权利要求1所述单级式隔离型三相双向AC/DC变换器，其特征在于：所述3个双向开关(4)包含第七～第十二开关管；第七开关管的发射极与第八开关管的发射极相连组成一个双向开关，第九开关管的发射极与第十开关管的发射极相连组成一个双向开关，第十一开关管的发射极与第十二开关管的发射极相连组成一个双向开关。

4.根据权利要求1所述单级式隔离型三相双向AC/DC变换器，其特征在于：所述单相全桥(6)包含第十七～第二十开关管，第十七开关管的源极与第十八开关管的漏极相连作为一个桥臂，该桥臂的中点连接到隔离变压器(7)原边的一端；第十九开关管的源极与第二十开关管的漏极相连作为一个桥臂，该桥臂的中点连接到隔离变压器(7)原边的另一端；第十七开关管的漏极与第十九开关管的漏极相连作为单相全桥(6)的正直流节点，该正直流节点与三相全桥(3)的正直流母线节点p相连；第十八开关管的源极与第二十开关管的源极相连作为单相全桥(6)的负直流节点，该负直流节点与三相全桥(3)的负直流母线节点n相连。

5.根据权利要求1所述单级式隔离型三相双向AC/DC变换器，其特征在于：所述整流/逆变单相全桥(8)包含第二十一～第二十四开关管，第二十一开关管的源极与第二十二开关管的漏极相连作为一个桥臂；第二十三开关管的源极与第二十四开关管的漏极相连作为一个桥臂；第二十一开关管的漏极与第二十三开关管的漏极相连作为整流/逆变单相全桥(8)的正直流节点，该正直流节点与直流滤波电感(9)相连；第二十二开关管的源极与第二十四开关管的源极相连作为整流/逆变单相全桥(8)的负直流节点，该负直流节点与直流滤波电容(10)相连。