[发明专利]一体化三相AC/DC隔离式双向变换器

摘要

本发明涉及一种一体化三相AC/DC隔离式双向变换器，其主电路由开关管(VQ₁～VQ₆)、变压器(T₁～T₃)、交流电容(C₁～C₃)和母线电容(C_d1、C_d2)、谐振电容(C_r1、C_r2)、滤波电容(C_o)、滤波电感(L_o1、L_o2)、同步整流管(VS₁、VS₂)构成。VQ₁～VQ₆组成PWM三相桥，C₁～C₃兼作DC/DC变换的隔直电容，T₁～T₃的初级电感兼作输入滤波电感。该变换器采用单一的三相全控桥，既实现PWM整流，又完成DC/DC隔离变换，还可以能量双向传输。该变换器具有完美的一体化结构，整机效率高、控制简单、可靠性高、体积小、成本低，可广泛应用于三相AC/DC隔离电源和UPS电源。

主权项

1、一种一体化三相AC/DC隔离式双向变换器，其主电路拓扑分输入侧和输出侧两部分，输入侧由六个开关管(VQ1、VQ2、VQ3、VQ4、VQ5、VQ6)、三个隔离变压器(T1、T2、T3)、三个交流滤波电容(C1、C2、C3)和两个直流母线电容(Cd1、Cd2)构成；输出侧由两个谐振电容(Cr1、Cr2)、直流滤波电容(Co)、两个滤波电感(Lo1、Lo2)、两个同步整流管[或二极管](VS1、VS2)构成；三个隔离变压器(T1、T2、T3)各有一个初级绕组(Lp1、Lp2、Lp3)，各有一个次级绕组(Ls1、Ls2、Ls3)或多个；三个开关管(VQ1、VQ3、VQ5)的集电极接在一起，连接母线电容(Cd1)的正极，并作为直流母线的极，另三个开关管(VQ2、VQ4、VQ6)的发射极接在一起，连接母线电容(Cd2)的负极，并作为直流母线的极；开关管(VQ1)的发射极连接开关管(VQ2)的集电极，并作为节点a，开关管(VQ3)的发射极连接开关管(VQ4)的集电极，并作为节点b，开关管(VQ5)的发射极连接开关管(VQ6)的集电极，并作为节点c；母线电容(Cd1)的负极连接母线电容(Cd2)的正极，并作为中点N；两个同步整流管(VS1、VS2)的源极接在一起，并且连接直流滤波电容(Co)的负极；两个滤波电感(Lo1、Lo2)的一端接在一起，并且连接直流滤波电容(Co)的正极；滤波电感(Lo1)的另一端连接同步整流管(VS1)的漏极，滤波电感(Lo2)的另一端连接同步整流管(VS2)的漏极；其特征是：三个交流滤波电容(C1、C2、C3)的一端连在一起，并且连接中点N(或直流母线的极或极)；交流滤波电容(C1)的另一端连接变压器(T1)的初级绕组(Lp1)的一端，初级绕组(Lp1)的另一端连接节点a；交流滤波电容(C2)的另一端连接变压器(T2)的初级绕组(Lp2)的一端，初级绕组(Lp2)的另一端连接节点b；交流滤波电容(C3)的另一端连接变压器(T3)的初级绕组(Lp3)的一端，初级绕组(Lp3)的另一端连接节点c；三个隔离变压器(T1、T2、T3)的次级绕组(Ls1、Ls2、Ls3)串联，即：次级绕组(Ls1)的①端[该端与初级绕组(Lp1)连接节点a的那一端为同名端]连接次级绕组(Ls2)的②端，次级绕组(Ls2)的①端[该端与初级绕组(Lp2)连接节点b的那一端为同名端]连接次级绕组(Ls3)的②端，次级绕组(Ls3)的①端[该端与初级绕组(Lp3)连接节点c的那一端为同名端]连接谐振电容(Cr2)的一端和同步整流管(VS2)的漏极；谐振电容(Cr2)的另一端连接谐振电容(Cr1)的一端和同步整流管(VS1)的漏极，谐振电容(Cr1)的另一端连接变压器(T1)的次级绕组(Ls1)的②端；还可将谐振电容(Cr1)的两端短路连接而省去谐振电容(Cr1)。