[发明专利]一种适应不对称负载的自平衡电力电子变压器及控制方法

摘要

本发明公开了一种适应不对称负载的自平衡电力电子变压器及控制方法，变压器是由整流级、隔离级、逆变级组成，对外可分别提供高压交流、低压交流和低压直流三种端口。除了能够实现电力电子变压器的基本功能，本发明还能适应三相不平衡负载接入，保证输入端的三相功率平衡。还能通过自均衡电路实现高压直流母线的电压均衡，避免控制器对每个级联模块各自的母线电压平衡进行控制或者采用非常复杂的拓扑，降低对整个系统控制器运算资源的要求，或者显著减少开关器件和高频变压器的数量。在中高压应用场合，由于所需的模块数较多，采用本发明的结构具有相当显著的优势。

主权项

1.一种适应不对称负载的自平衡电力电子变压器，主要应用于三相中高压配电网，其特征在于：所述变压器拓扑由输入(整流)级、隔离级、输出(逆变)级组成，对外具有高压交流、低压交流和低压直流三种接口；工频交流输入信号从高压直流接口进入，经过所述输入级AC/DC整流器变换为高压直流电压信号，然后经过所述隔离级DC/DC斩波器转换为低压直流信号，最后再通过所述输出级DC/AC逆变器变换为工频低压交流信号，低压直流信号和工频低压交流信号分别从低压直流接口和低压交流接口输出，可同时实现对直流负载和交流负载的供电；输入级的三相中，每相由3N(N为自然数)个完全相同的H桥功率变换器级联而成；每个输入级功率变换器的两个输出端之间并联有直流储能电容；每相的级联H桥功率变换器的公共交流侧连接电感后再与电网的一相输入连接，相与相之间可采用三角形连接或星形连接；隔离级的三相完全相同，每相均由双有源桥功率变换器(DualActive Bridge，DAB)和高频变压器组成，且每个高频变压器增加一个副边绕组，经过一个二极管整流电路与DAB的副边输出并联到一起；输出级的三相中，每相的输出功率变换器与DAB的副边功率变换器一一对应连接，交流输出侧通过滤波电感与交流负载连接。