[发明专利]两级变换型交流-直流电力电子变压器

摘要

一种两级变换型交流‑直流电力电子变压器，包含三台滤波电感L_ga、L_gb和L_gc，三台级联型变流器CC_A、和CC_B和CC_C，三个低频阻隔电容器C_LFB1、C_LFB2和C_LFB3，三台高频隔离变压器T_HF1、T_HF2和T_HF3，以及三台高频整流器REC₁、REC₂和REC₃。所述的两级变换型交流‑直流电力电子变压器包括低频交流到高频交流的直接AC/AC变换器和高频交流到直流的AC/DC变换器两级变换。级联型变流器CC_A、和CC_B和CC_C的实现电能由低频交流到高频交流的直接AC/AC变换，高频整流器REC₁、REC₂和REC₃实现电能的高频AC/DC变换。相比电力电子变压器的已有拓扑，本发明的电能转换级数少，开关器件数量少，运行效率高。

主权项

1.一种两级变换型交流‑直流电力电子变压器，其特征在于：所述的电力电子变压器包含三台滤波电感L_ga、L_gb和L_gc，三台级联型变流器CC_A、和CC_B和CC_C，三个低频阻隔电容器C_LFB1、C_LFB2和C_LFB3，三台高频隔离变压器T_HF1、T_HF2和T_HF3，以及三台高频整流器REC₁、REC₂和REC₃；所述的两级变换型交流‑直流电力电子变压器的交流端口包括A、B、C三个连接端子，直流端口包括P和N两个连接端子；功率能够在交流端口A、B、C与直流端口P、N之间双向流动；三个滤波电感L_ga、L_gb和L_gc分别有一个端子连接到三个连接端子A、B、C上，三个滤波电感L_ga、L_gb和L_gc的另外三个端子分别作为所述变压器的连接端子T₁、T₂和T₃；三台级联型变流器CC_A、CC_B和CC_C均由数量相同的子模块SM在交流侧依次串联连接组成，三台级联型变流器CC_A、CC_B和CC_C均有一端连接到中性点M上，三台级联型变流器CC_A、CC_B和CC_C的另外一端分别连接到三个连接端子T₁、T₂、T₃上；三台高频隔离变压器T_HF1、T_HF2和T_HF3的原边绕组均有一个端子连接到中性点M上，高频隔离变压器T_HFx原边绕组未连接到中性点M的另外一个端子与低频阻隔电容器C_LFBx串联后连接到端子T_x，高频隔离变压器T_HFx的副边绕组连接到高频整流器REC_x的交流侧，x＝1，2，3；高频整流器REC₁、REC₂、REC₃的直流侧正极均连接到直流端口连接端子P；高频整流器REC₁、REC₂、REC₃的直流侧负极均连接到直流端口连接端子N；所述的电力电子变压器包括低频交流到高频交流的直接AC/AC变换器和高频交流到直流的AC/DC变换器两级变换；级联型变流器CC_A、CC_B和CC_C实现电能由低频交流到高频交流的直接AC/AC变换，高频整流器REC₁、REC₂和REC₃实现电能的高频AC/DC变换；所述的级联型变流器CC_A、CC_B和CC_C的参考电压均由两部分组成，分别为：u_CCA＝u_{CCA_convention_control}+u_{square_HF_CM}u_CCB＝u_{CCB_convention_control}+u_{square_HF_CM}u_CCC＝u_{CCC_convention_control}+u_{square_HF_CM}其中，u_{CCA_convention_control}为级联型变流器CC_A传统的电容电压外环+电流内环的双闭环控制以及子模块SM的均压控制后的低频输出电压、u_{CCB_convention_control}为级联型变流器CC_B传统的电容电压外环+电流内环的双闭环控制以及子模块SM的均压控制后的低频输出电压，u_{CCC_convention_control}为级联型变流器CC_C传统的电容电压外环+电流内环的双闭环控制以及子模块SM的均压控制后的低频输出电压，u_{square_HF_CM}为级联型变流器CC_A、和CC_B和CC_C的高频方波共模电压，u_{square_HF_CM}的占空比50％，频率为f_{square_HF}。