[发明专利]应用于固态变压器架构的电源装置及三相电源系统

权利要求书

1.一种应用于固态变压器架构的电源装置，包含：

一第一交流直流转换单元，具有一第一三电平桥臂与耦接该第一三电平桥臂的一第二三电平桥臂，该第一交流直流转换单元的一第一侧耦接一交流电源；

一第一直流总线，耦接该第一交流直流转换单元的一第二侧，且具有一第一直流电压；

一隔离变压器，具有一初级侧与一次级侧；

一直流交流转换单元，具有一第三三电平桥臂与耦接该第三三电平桥臂的一第四三电平桥臂，该直流交流转换单元的一第一侧耦接该第一直流总线，且该直流交流转换单元的一第二侧耦接该初级侧；

一第二交流直流转换单元，具有一第五三电平桥臂与耦接该第五三电平桥臂的一第六三电平桥臂，该第二交流直流转换单元的一第一侧耦接该次级侧；及

一第二直流总线，耦接该第二交流直流转换单元的一第二侧，且具有一第二直流电压。

2.如权利要求1所述应用于固态变压器架构的电源装置，其中该第一三电平桥臂至该第六三电平桥臂的任一者为一模块化结构。

3.如权利要求2所述应用于固态变压器架构的电源装置，其中该第一三电平桥臂至该第六三电平桥臂为相同的模块化结构。

4.如权利要求1所述应用于固态变压器架构的电源装置，其中该第一三电平桥臂具有耦接该交流电源的一第一接点，该第二三电平桥臂具有耦接该交流电源的一第二接点，该第一接点与该第二接点之间具有多个不同的电压准位。

5.如权利要求1所述应用于固态变压器架构的电源装置，其中该隔离变压器的该初级侧具有一LLC谐振槽。

6.如权利要求1所述应用于固态变压器架构的电源装置，其中该第一直流电压与该第二直流电压实质相等或实质相近。

7.如权利要求1所述应用于固态变压器架构的电源装置，其中该电源装置具有双向功率潮流的操作模式。

8.如权利要求1所述应用于固态变压器架构的电源装置，其中该第一三电平桥臂与该第二三电平桥臂的功率开关的切换频率为一第一切换频率，该第三三电平桥臂、该第四三电平桥臂、该第五三电平桥臂以及该第六三电平桥臂的功率开关的切换频率为一第二切换频率，其中该第一切换频率小于该第二切换频率。

9.如权利要求8所述应用于固态变压器架构的电源装置，其中该第一切换频率介于7k赫兹～12k赫兹。

10.如权利要求8所述应用于固态变压器架构的电源装置，其中该第二切换频率介于200k赫兹～400k赫兹。

11.如权利要求1所述应用于固态变压器架构的电源装置，其中该第二交流直流转换单元的该第二侧具有一串联耦接的开关单元。

12.一种应用于固态变压器架构的三相电源系统，其中任一相交流电源耦接多个电源装置，所述电源装置为如权利要求1至权利要求11中任一项所述的电源装置，所述多个电源装置的多个第一交流直流转换单元串联耦接，且所述多个电源装置的多个第二直流总线并联耦接。

13.如权利要求12所述应用于固态变压器架构的三相电源系统，其中耦接每一相的所述多个第一交流直流转换单元是以交错相移方式控制。

14.如权利要求12所述应用于固态变压器架构的三相电源系统，其中每一相耦接多个电源装置的数量是由系统电压与每一个电源装置耐压的比值所决定。

15.如权利要求12所述应用于固态变压器架构的三相电源系统，其中每一相的该第二直流总线是连接一充电站、一光伏电池以及一储能系统的任一者。