[发明专利]基于MMC的双向直流变换器及其控制系统

权利要求书

1.一种基于MMC的双向直流变换器，其特征在于包括第一直流端口、第二直流端口、多个第一MMC模块、多个第二MMC模块、多个第一电容器、第二电容器、第三电容器 、第一电感器和第二电感器，

所述第一电感器的第一端与所述第一直流端口的第一电极连接；

多个所述第一MMC模块串联形成第一串联支路，所述第一串联支路中首个第一MMC模块的第一端与所述第一电感器的第二端连接，所述第一串联支路中最后一个第一MMC模块的第二端与所述第一直流端口和所述第二直流端口的第二电极连接；

多个所述第二MMC模块串联形成第二串联支路，所述第二串联支路中首个第二MMC模块的第一端与所述第一电感器的第二端连接，所述第二串联支路中最后一个第二MMC模块的第二端与所述第二电容器、所述第三电容器和所述第二电感器的第一端连接；

每个所述第一电容器的第一端和第二端分别与串联顺序相同的第一MMC模块和第二MMC模块的第二端连接；

所述第二电感器的第二端与所述第二直流端口的第一电极连接，所述第二电容器和所述第三电容器的第二端与所述第二直流端口的第二电极连接；

所述第一电感器与所述第二电感器正向耦合且共用磁芯。

2.根据权利要求1所述的双向直流变换器，其特征在于，所述双向直流变换器还包括第三电感器和第四电容器，

所述第三电感器连接在所述第二电感器的第二端与所述第二直流端口的第一电极之间，所述第四电容器连接在所述第二直流端口的第一电极与第二电极之间。

3.根据权利要求1所述的双向直流变换器，其特征在于，所述第二电容器的第二端与所述第二直流端口的第二电极之间设置有电阻器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的双向直流变换器，其特征在于，所述第一MMC模块和所述第二MMC模块均为半桥功率MMC模块、全桥功率MMC模块或箝位双MMC模块。

5.根据权利要求4所述的双向直流变换器，其特征在于，所述第一MMC模块和所述第二MMC模块均为半桥功率MMC模块，所述半桥功率MMC模块包括彼此串联成环路的两个IGBT和一个子电容器以及分别与所述两个IGBT并联的二极管，所述半桥功率MMC模块的第一端连接在两个IGBT之间，第二端连接在一个IGBT与所述子电容器之间。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的双向直流变换器，其特征在于，所述第一直流端口的第一电极和第二电极分别为所述第一直流端口的正极和负极，所述第二直流端口的第一电极和第二电极分别为所述第二直流端口的正极和负极。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的双向直流变换器，其特征在于，所述第一直流端口的第一电极和第二电极与电池相连，所述第二直流端口的第一电极和第二电极与负载相连。

8.一种用于权利要求5所述的双向直流变换器的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括电压电流采样电路、控制算法电路和驱动电路，

所述电压电流采样电路连接到所述双向直流变换器，用于采集所述双向直流变换器两端的电压信号和线路电流信号，所述控制算法电路分别与所述电压电流采样电路和所述驱动电路连接，所述驱动电路分别连接至每个第一MMC模块和每个第二MMC模块内的IGBT，所述控制算法电路基于所述电压信号和所述线路电流信号、借助所述驱动电路控制每个第一MMC模块和每个第二MMC模块的通断。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述电压信号是所述第二直流端口的第一电极与第二电极之间的电压信号，所述线路电流信号是流过所述第一电感器和所述第二电感器的电流信号。