[发明专利]一种单级式多路直流接入变换器及其控制方法

说明书

本申请提供一种单级式多路直流接入变换器及其控制方法，该单级式多路直流接入变换器中，各直流侧变换电路的交流侧分别通过其相应的阻抗元件并联连接至变压器的原边绕组，各阻抗元件可以用来实现各直流侧变换电路之间的功率解耦，进而可以采用一个变压器集中处理多个直流侧变换电路输入或输出的能量，实现多路直流接入；而且，各直流侧变换电路分别用于实现交直流转换，通过该变压器原副边绕组的匝数比可以实现原副边电压的相应变比，该变压器副边绕组所接的交流侧变换电路可以进行交流电频率转换，进而可以实现单级变换；因此，本单级式多路直流接入变换器能够在单级变换的形式下实现多路直流接入，进而提高了转换效率，降低了成本。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种单级式多路直流接入变换器及其控制方法。

背景技术

现有的逆变器通常采用两级隔离式变换器，其后级DC/AC变换器的直流侧可以方便的通过直流母线，连接多个前级DC/DC变换器(如图1所示)，进而实现多路输入，提高整体的变换功率。

但是两级隔离式变换器本身的结构复杂、效率低，不如单级式高频隔离变换器结构简单、效率高；因此，在光伏发电、燃料电池发电等场景，单级式高频隔离变换器具有广阔的应用空间。

然而，不同于图1所示的两级隔离式变换器，单级式隔离变换器没有中间母线，不容易实现多路输入，因此不能实现多路输入变换器的高效率和低成本，在一定程度上限制了单级式隔离变换器的应用。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种单级式多路直流接入变换器及其控制方法，以实现多路直流接入，提高效率、降低成本。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

本申请第一方面提供了一种单级式多路直流接入变换器，包括：变压器、交流侧变换电路、至少两个直流侧变换电路及其相应的阻抗元件；其中，

各所述直流侧变换电路的交流侧，分别通过其相应的阻抗元件，并联连接至所述变压器的原边绕组；

所述变压器的副边绕组连接所述交流侧变换电路的第一侧；

各所述直流侧变换电路分别用于对自身接收的直流电进行逆变，或者，分别用于对自身接收的交流电进行整流；

各所述阻抗元件用于实现各所述直流侧变换电路之间的功率解耦；

所述交流侧变换电路用于进行交流电频率转换。

可选的，所述阻抗元件，包括：电感，或者，电感与电容。

可选的，所述变压器为单相变压器或三相变压器。

可选的，所述三相变压器的各相原边绕组，其同名端分别通过各对应所述阻抗元件连接各所述直流侧变换电路的交流侧对应相，其另一端均连接参考地；

所述三相变压器的各相副边绕组，其两端分别连接所述交流侧变换电路的第一侧对应相，其中间抽头相连。

可选的，所述变压器为单相变压器时，所述直流侧变换电路为：半桥电路或全桥电路；

所述变压器为三相变压器时，所述直流侧变换电路为：三相桥电路。

可选的，所述交流侧变换电路，为：周波变换电路或者矩阵变换电路。

可选的，所述变压器为单相变压器时：

所述交流侧变换电路为半桥变换电路，其开关桥臂与电容桥臂并联连接于所述交流侧变换电路的第二侧两端之间；所述开关桥臂包括两个分别作为上下半桥臂的双向开关，所述电容桥臂包括两个串联连接且容量相同的电容模块；所述开关桥臂的中点和所述电容桥臂的中点，分别作为所述交流侧变换电路的第一侧两端；或者，