專利名稱：一種有源橋變流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于變流器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有源橋變流器。
背景技術(shù)：
新能源介入的電網(wǎng)中，如“屋頂計劃”中的家庭光伏系統(tǒng)和風(fēng)光柴蓄互補的微網(wǎng)等，存在大量分散的、小容量的能量單元，也成為新能源節(jié)點，是動態(tài)的、隨機的且雙向的，難以將其簡單地定義為電源或負(fù)載；在實際的使用過程中上述能量單元在自身能量富裕時作為發(fā)電單元向電網(wǎng)饋送電能，在自發(fā)電能不滿足其自身負(fù)載時則又轉(zhuǎn)化為用電單元從電網(wǎng)獲取能量。與傳統(tǒng)電網(wǎng)、發(fā)電技術(shù)相比較，能量單元在數(shù)量和性質(zhì)上均具突出的多源性:不僅具有新能源節(jié)點的公共電網(wǎng)具有多源性；而且小型自成系統(tǒng)的新能源系統(tǒng)也具有多源性，如風(fēng)光柴蓄互補微網(wǎng)和燃料電池電動汽車。典型的多源型新能源系統(tǒng)有混合型分布式發(fā)電系統(tǒng)、微型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和燃料電池發(fā)電系統(tǒng)等。在新能源日趨廣泛應(yīng)用的前景下，需要將上述大量分散的、多發(fā)電模式的能量單元與負(fù)載連接在一起，通過采用多端口變流器解決不同的能源之間的兼容問題、實現(xiàn)能量系統(tǒng)內(nèi)部的協(xié)調(diào)和優(yōu)化控制是目前技術(shù)發(fā)展的趨勢。圖1為常規(guī)的有源橋變流器，由高頻變壓器3、變流器負(fù)載端模塊I以及至少一個變流器電源端模塊2組成；其中，變流器負(fù)載端模塊I由負(fù)載端濾波電容C103、負(fù)載端分壓電容C101、負(fù)載端分壓電容C102、和負(fù)載端高頻開關(guān)半橋組成；負(fù)載端高頻開關(guān)半橋由負(fù)載端第一開關(guān)單元DL1、負(fù)載端第二開關(guān)單元DL2組成；負(fù)載端分壓電容ClOl與負(fù)載端分壓電容C102之間的節(jié)點同負(fù)載端第一開關(guān)單元DLl與負(fù)載端第二開關(guān)單元DL2之間的節(jié)點串聯(lián)有高頻變壓器3負(fù)載端邊繞組W2 ；變流器電源端模塊2包括電源端濾波電感L201、電源端分壓電容C201、電源端分壓電容C202、電源端第一開關(guān)單元DPl和電源端第二開關(guān)單元DP2 ；電源端第一開關(guān)單元DP1、電源端第二開關(guān)單元DP2之間的節(jié)點同電源端分壓電容C201與電源端分壓電容C202之間的節(jié)點串聯(lián)有電源端邊繞組Wl ；該結(jié)構(gòu)的每個變流器電源端模塊2均適合連接分立的電源，并且雙向傳遞能量；每個變流器電源端模塊2的電流紋波較小、有電氣隔離，可以通過調(diào)整多繞組變壓器的相應(yīng)匝數(shù)來匹配的不同電壓等級；在不借助輔助諧振電路的情況下，就可以實現(xiàn)所有開關(guān)器件較大范圍的軟開關(guān)工作等優(yōu)點。但該結(jié)構(gòu)的變流器存在變流器電源端模塊的分壓電容不均壓、變流器電源端模塊中的開關(guān)管應(yīng)力高、啟動電流大等缺點。

實用新型內(nèi)容為了解決上述結(jié)構(gòu)的變流器所存在的分壓電容不均壓、低壓側(cè)開關(guān)管應(yīng)力高、啟動電流大等缺點，本實用新型提供一種有源橋變流器，其具體結(jié)構(gòu)為:一種有源橋變流器，由高頻變壓器3、變流器負(fù)載端模塊I以及至少一個變流器電源端模塊2組成；其中，高頻變壓器3包括負(fù)載端邊繞組W2和與變流器電源端模塊2數(shù)量相對應(yīng)的電源端邊繞組Wl ;變流器負(fù)載端模塊I由負(fù)載端濾波電容C103、負(fù)載端分壓電容ClO1、負(fù)載端分壓電容C102、負(fù)載端第一開關(guān)單元DLl和負(fù)載端第二開關(guān)單元DL2組成；負(fù)載端分壓電容ClOl與負(fù)載端分壓電容C102間的節(jié)點同負(fù)載端第一開關(guān)單元DLl與負(fù)載端第二開關(guān)單元DL2間的節(jié)點上串聯(lián)有負(fù)載端邊繞組W2 ;變流器電源端模塊2包括電源端第一開關(guān)單元DPl和電源端第二開關(guān)單元DP2，其中，電源端第一開關(guān)單元DPl的源極和電源端第二開關(guān)單元DP2的漏極間的節(jié)點與電源端邊繞組Wl相連接；其中，變流器電源端模塊2內(nèi)設(shè)有電源端第三開關(guān)單元DP3和電源端第四開關(guān)單元DP4、電源端濾波電感L201、電源端穩(wěn)壓電容C201 ;其中，電源端第三開關(guān)單元DP3的漏極與電源端第一開關(guān)單元DPl的漏極相連接，電源端第三開關(guān)單元DP3的源極與電源端第四開關(guān)單元DP4的漏極相連接，電源端第四開關(guān)單元DP4的源極與電源端第二開關(guān)單元DP2的源極相連接；電源端第一開關(guān)單元DPl源極與電源端第二開關(guān)單元DP2漏極間的節(jié)點同電源端第三開關(guān)單元DP3源極與電源端第四開關(guān)單元DP4漏極間的節(jié)點之間串聯(lián)有電源端邊繞組Wl ;電源端第一開關(guān)單元DPl漏極與電源端第二開關(guān)單元DP2源極之間并聯(lián)有電源端穩(wěn)壓電容C201，電源端第一開關(guān)單元DPl漏極與電源端穩(wěn)壓電容C201之間的節(jié)點與電源端濾波電感L201的一端相連接。有益的技術(shù)效果本產(chǎn)品的變流器電源端模塊采用開關(guān)全橋結(jié)構(gòu)，降低了開關(guān)管的應(yīng)力；變流器電源端模塊采用濾波電感和穩(wěn)壓電容，有效降低了電流紋波；本產(chǎn)品避免了開關(guān)管電壓的尖峰問題，實現(xiàn)全部開關(guān)管的軟開關(guān)；此外，本產(chǎn)品可以匹配低壓的儲能元件實現(xiàn)低電壓的輸入，同時輸出滿足工業(yè)負(fù)載需求高電壓。

圖1是原有結(jié)構(gòu)的有源橋變流 器的電路圖。圖2是本實用新型的有源橋變流器電路結(jié)構(gòu)示意圖。具體的實施方法現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型的結(jié)構(gòu)原理。參見圖2，一種有源橋變流器，由高頻變壓器3、變流器負(fù)載端模塊I以及至少一個變流器電源端模塊2組成；其中，高頻變壓器3包括負(fù)載端邊繞組W2和與變流器電源端模塊2數(shù)量相對應(yīng)的電源端邊繞組Wl ;變流器負(fù)載端模塊I由負(fù)載端濾波電容C103、負(fù)載端分壓電容C101、負(fù)載端分壓電容C102、負(fù)載端第一開關(guān)單元DLl和負(fù)載端第二開關(guān)單元DL2組成；負(fù)載端分壓電容ClOl與負(fù)載端分壓電容C102間的節(jié)點同負(fù)載端第一開關(guān)單元DLl與負(fù)載端第二開關(guān)單元DL2間的節(jié)點上串聯(lián)有負(fù)載端邊繞組W2 ;變流器電源端模塊2包括電源端第一開關(guān)單元DPl和電源端第二開關(guān)單元DP2，其中，電源端第一開關(guān)單元DPl的源極和電源端第二開關(guān)單元DP2的漏極間的節(jié)點與電源端邊繞組Wl相連接；其中，變流器電源端模塊2內(nèi)設(shè)有電源端第三開關(guān)單元DP3和電源端第四開關(guān)單元DP4、電源端濾波電感L201、電源端穩(wěn)壓電容C201 ;其中，電源端第三開關(guān)單元DP3的漏極與電源端第一開關(guān)單元DPl的漏極相連接，電源端第三開關(guān)單元DP3的源極與電源端第四開關(guān)單元DP4的漏極相連接，電源端第四開關(guān)單元DP4的源極與電源端第二開關(guān)單元DP2的源極相連接；電源端第一開關(guān)單元DPl源極與電源端第二開關(guān)單元DP2漏極間的節(jié)點同電源端第三開關(guān)單元DP3源極與電源端第四開關(guān)單元DP4漏極間的節(jié)點之間串聯(lián)有電源端邊繞組Wl ；電源端第一開關(guān)單元DPl漏極與電源端第二開關(guān)單元DP2源極之間并聯(lián)有電源端穩(wěn)壓電容C201，電源端第一開關(guān)單元DPl漏極與電源端穩(wěn)壓電容C201之間的節(jié)點與電源端濾波電感L201的一端相連接。此外，電源端第一開關(guān)單元DP1、電源端第二開關(guān)單元DP2、電源端第三開關(guān)單元DP3和電源端第四開關(guān)單元DP4均為同一結(jié)構(gòu)的開關(guān)管組件，所述開關(guān)管組件均由一個開關(guān)管、一個二極管和一個電容組成；其中，開關(guān)管的兩端并聯(lián)有電容，開關(guān)管的漏極與二極管的負(fù)極相連接，開關(guān)管的源極與二極管的正極相連接；開關(guān)管的源極即為開關(guān)管組件的源極，開關(guān)管的漏極即為開關(guān)管組件的漏極。使用時，將第一發(fā)電單元41的正極與第一變流器電源端模塊21中電源端濾波電感L201的電流輸入端相連接，將第一發(fā)電單元41的負(fù)極與第一變流器電源端模塊21中電源端穩(wěn)壓電容C201與電源端第二開關(guān)單元DP2源極之間的節(jié)點相連接；按同樣的方式，將第二發(fā)電單元42與第二變流器電源端模塊22相連接；將負(fù)載單元5與變流器負(fù)載端模塊I相連接；第一變流器電源端模塊21、第二變流器電源端模塊22和變流器負(fù)載端模塊I均連接到高頻變壓器3繞組上·。
權(quán)利要求1.一種有源橋變流器，由高頻變壓器(3)、變流器負(fù)載端模塊(I)以及至少一個變流器電源端模塊(2)組成；其中，高頻變壓器(3)包括負(fù)載端邊繞組W2和與變流器電源端模塊(2)數(shù)量相對應(yīng)的電源端邊繞組Wl ； 變流器負(fù)載端模塊(I)由負(fù)載端濾波電容C103、負(fù)載端分壓電容C101、負(fù)載端分壓電容C102、負(fù)載端第一開關(guān)單元DLl和負(fù)載端第二開關(guān)單元DL2組成；負(fù)載端分壓電容ClOl與負(fù)載端分壓電容C102間的節(jié)點同負(fù)載端第一開關(guān)單元DLl與負(fù)載端第二開關(guān)單元DL2間的節(jié)點上串聯(lián)有負(fù)載端邊繞組W2 ； 變流器電源端模塊(2)包括電源端第一開關(guān)單元DPl和電源端第二開關(guān)單元DP2，其中，電源端第一開關(guān)單元DPl的源極和電源端第二開關(guān)單元DP2的漏極間的節(jié)點與電源端邊繞組Wl相連接； 其特征在于，變流器電源端模塊(2 )內(nèi)設(shè)有電源端第三開關(guān)單元DP3和電源端第四開關(guān)單元DP4、電源端濾波電感L201、電源端穩(wěn)壓電容C201 ； 其中，電源端第三開關(guān)單元DP3的漏極與電源端第一開關(guān)單元DPl的漏極相連接，電源端第三開關(guān)單元DP3的源極與電源端第四開關(guān)單元DP4的漏極相連接，電源端第四開關(guān)單元DP4的源極與電源端第二開關(guān)單元DP2的源極相連接；電源端第一開關(guān)單元DPl源極與電源端第二開關(guān)單元DP2漏極間的節(jié)點同電源端第三開關(guān)單元DP3源極與電源端第四開關(guān)單元DP4漏極間的節(jié)點之間串聯(lián)有電源端邊繞組Wl ;電源端第一開關(guān)單元DPl漏極與電源端第二開關(guān)單元DP2源極之間并聯(lián)有電源端穩(wěn)壓電容C201，電源端第一開關(guān)單元DPl漏極與電源端穩(wěn)壓電容C201之間的節(jié)點與電源端濾波電感L201的一端相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種有 源橋變流器，其特征在于，電源端第一開關(guān)單元DP1、電源端第二開關(guān)單元DP2、電源端第三開關(guān)單元DP3和電源端第四開關(guān)單元DP4均為同一結(jié)構(gòu)的開關(guān)管組件，所述開關(guān)管組件均由一個開關(guān)管、一個二極管和一個電容組成；其中，開關(guān)管的兩端并聯(lián)有電容，開關(guān)管的漏極與二極管的負(fù)極相連接，開關(guān)管的源極與二極管的正極相連接；開關(guān)管的源極即為開關(guān)管組件的源極，開關(guān)管的漏極即為開關(guān)管組件的漏極。
專利摘要針對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的變流器，所存在的分壓電容不均壓、低壓側(cè)開關(guān)應(yīng)力高、啟動電流大等缺點，本實用新型提供一種有源橋變流器，由高頻變壓器、變流器負(fù)載端模塊以及至少一個變流器電源端模塊組成，變流器電源端模塊內(nèi)含電源端第一開關(guān)單元DP1、電源端第二開關(guān)單元DP2、電源端第三開關(guān)單元DP3、電源端第四開關(guān)單元DP4、電源端濾波電感L201和電源端穩(wěn)壓電容C201。本產(chǎn)品有益的技術(shù)效果為有效降低了變流器電源端模塊中開關(guān)管的應(yīng)力、電源端電流紋波，且克服了電源端模塊中分壓電容不均壓的問題；本產(chǎn)品實現(xiàn)全部開關(guān)管的軟開關(guān)；本產(chǎn)品可以匹配低壓儲能元件實現(xiàn)低電壓的輸入，同時輸出滿足工業(yè)負(fù)載需求的高電壓。
文檔編號H02M3/28GK203119769SQ20132009298
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者謝軍, 張崇巍, 洪應(yīng), 謝暴, 崔偉 申請人:謝軍