[发明专利]全软开关交直流输入固态变压器电路及其调制方法在审

专利信息
申请号: 202011412376.5 申请日: 2020-12-04
公开(公告)号: CN112615544A 公开(公告)日: 2021-04-06
发明(设计)人: 徐德鸿;李静航;任绪甫;翁浩源 申请(专利权)人: 浙江大学
主分类号: H02M3/335 分类号: H02M3/335;H02J1/10
代理公司: 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人: 万尾甜;韩介梅
地址: 310058 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 开关 直流 输入 固态 变压器 电路 及其 调制 方法
【权利要求书】:

1.一种全软开关交直流输入固态变压器电路,其特征在于:

包括输入滤波电感(100)、n个相同的前级软开关电路(200)和n个相同的后级隔离型DC-DC变换器(300);所述n个前级软开关电路(200)的交直流输入端串联后形成输入端口,输入端口与所述输入滤波电感(100)串联后接入中压交流或直流电网;所述n个后级隔离型DC-DC变换器(300)的直流输出端并联后形成输出端口,输出端口与低压直流电网或负载相连;每个所述前级软开关电路(200)的直流输出端分别与一个所述后级隔离型DC-DC变换器(300)的直流输入端相连,共同构成一个子模块电路,共形成n个子模块电路。

2.根据权利要求1所述的一种全软开关交直流输入固态变压器电路,其特征在于:

所述前级软开关电路(200)包括第一全桥电路(201)、第一辅助电路(202)与第一输出电容(203);所述后级隔离型DC-DC变换器(300)包括第二全桥电路(301)、第一LC谐振电路(302)、第一变压器(303)、第三全桥电路(304)与第二输出电容(305);

所述第一全桥电路(201)、第二全桥电路(301)与第三全桥电路(304)均包括两组桥臂,所述第一全桥电路(201)的两组桥臂均由两个串联的包含反并联二极管与谐振电容的全控型开关管组成,所述第二全桥电路(301)与第三全桥电路(304)各自的两组桥臂均由两个串联的包含反并联二极管的全控型开关管组成;每个全桥电路的两组桥臂的两个上开关管漏极相连,两个下开关管源极相连;

所述第一全桥电路(201)的两个桥臂中点构成所述前级软开关电路(200)的交直流输入端;在所述第一全桥电路(201)的上开关管漏极与所述第一输出电容(203)正极间接入所述第一辅助电路(202),所述第一全桥电路(201)的下开关管源极与第一输出电容(203)负极相连;所述第一辅助电路(202)由包含反并联二极管与谐振电容的全控型的辅助开关管(208)、箝位电容(209)以及辅助电感(210)构成;所述辅助开关管(208)与所述箝位电容(209)串联形成串联支路,在该串联支路的两端并联所述辅助电感(210);

所述第二全桥电路(301)的上开关管漏极与下开关管源极构成所述后级隔离型DC-DC变换器(300)的直流输入端;所述第一LC谐振电路(302)由谐振电感(310)与谐振电容(311)串联而成;所述第二全桥电路(301)的桥臂中点与所述第一LC谐振电路(302)串联后连接所述第一变压器(303)的原边;所述第三全桥电路(304)的上开关管漏极与所述第二输出电容(305)的正极相连,所述第三全桥电路(304)的下开关管源极与所述第二输出电容(305)的负极相连;所述第三全桥电路(304)的桥臂中点与所述第一变压器(303)的副边相连。

3.一种全软开关交直流输入固态变压器的调制方法,其特征在于:

所述固态变压器的电路结构如权利要求1所述,每个子模块电路驱动信号由所述前级软开关电路(200)的软开关驱动信号与所述后级隔离型DC-DC变换器(300)的驱动信号组成;所述前级软开关电路(200)根据输入电压的交直流特性,采用SPWM调制对输入交流电压进行整流或采用PWM调制对输入直流电压进行幅值变换,调制时n个前级软开关电路的载波之间具有一定的相移,之后在SPWM驱动或PWM驱动的基础上进行软开关调制,从而生成所述前级软开关电路(200)的软开关驱动信号;所述后级隔离型DC-DC变换器(300)采用PWM调制,调制时n个后级隔离型DC-DC变换器的载波之间具有一定相移,从而生成所述后级隔离型DC-DC变换器(300)的驱动信号。

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