专利名称：一种有源桥变流器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于变流器技术领域，具体涉及一种有源桥变流器。
背景技术：
新能源介入的电网中，如“屋顶计划”中的家庭光伏系统和风光柴蓄互补的微网等，存在大量分散的、小容量的能量单元，也成为新能源节点，是动态的、随机的且双向的，难以将其简单地定义为电源或负载；在实际的使用过程中上述能量单元在自身能量富裕时作为发电单元向电网馈送电能，在自发电能不满足其自身负载时则又转化为用电单元从电网获取能量。与传统电网、发电技术相比较，能量单元在数量和性质上均具突出的多源性:不仅具有新能源节点的公共电网具有多源性；而且小型自成系统的新能源系统也具有多源性，如风光柴蓄互补微网和燃料电池电动汽车。典型的多源型新能源系统有混合型分布式发电系统、微型热电联产系统和燃料电池发电系统等。在新能源日趋广泛应用的前景下，需要将上述大量分散的、多发电模式的能量单元与负载连接在一起，通过采用多端口变流器解决不同的能源之间的兼容问题、实现能量系统内部的协调和优化控制是目前技术发展的趋势。图1为常规的有源桥变流器，由高频变压器3、变流器负载端模块I以及至少一个变流器电源端模块2组成；其中，变流器负载端模块I由负载端滤波电容C103、负载端分压电容C101、负载端分压电容C102、和负载端高频开关半桥组成；负载端高频开关半桥由负载端第一开关单元DL1、负载端第二开关单元DL2组成；负载端分压电容ClOl与负载端分压电容C102之间的节点同负载端第一开关单元DLl与负载端第二开关单元DL2之间的节点串联有高频变压器3负载端边绕组W2 ；变流器电源端模块2包括电源端滤波电感L201、电源端分压电容C201、电源端分压电容C202、电源端第一开关单元DPl和电源端第二开关单元DP2 ；电源端第一开关单元DP1、电源端第二开关单元DP2之间的节点同电源端分压电容C201与电源端分压电容C202之间的节点串联有电源端边绕组Wl ；该结构的每个变流器电源端模块2均适合连接分立的电源，并且双向传递能量；每个变流器电源端模块2的电流纹波较小、有电气隔离，可以通过调整多绕组变压器的相应匝数来匹配的不同电压等级；在不借助辅助谐振电路的情况下，就可以实现所有开关器件较大范围的软开关工作等优点。但该结构的变流器存在变流器电源端模块的分压电容不均压、变流器电源端模块中的开关管应力高、启动电流大等缺点。
实用新型内容为了解决上述结构的变流器所存在的分压电容不均压、低压侧开关管应力高、启动电流大等缺点，本实用新型提供一种有源桥变流器，其具体结构为:一种有源桥变流器，由高频变压器3、变流器负载端模块I以及至少一个变流器电源端模块2组成；其中，高频变压器3包括负载端边绕组W2和与变流器电源端模块2数量相对应的电源端边绕组Wl ;变流器负载端模块I由负载端滤波电容C103、负载端分压电容ClO1、负载端分压电容C102、负载端第一开关单元DLl和负载端第二开关单元DL2组成；负载端分压电容ClOl与负载端分压电容C102间的节点同负载端第一开关单元DLl与负载端第二开关单元DL2间的节点上串联有负载端边绕组W2 ;变流器电源端模块2包括电源端第一开关单元DPl和电源端第二开关单元DP2，其中，电源端第一开关单元DPl的源极和电源端第二开关单元DP2的漏极间的节点与电源端边绕组Wl相连接；其中，变流器电源端模块2内设有电源端第三开关单元DP3和电源端第四开关单元DP4、电源端滤波电感L201、电源端稳压电容C201 ;其中，电源端第三开关单元DP3的漏极与电源端第一开关单元DPl的漏极相连接，电源端第三开关单元DP3的源极与电源端第四开关单元DP4的漏极相连接，电源端第四开关单元DP4的源极与电源端第二开关单元DP2的源极相连接；电源端第一开关单元DPl源极与电源端第二开关单元DP2漏极间的节点同电源端第三开关单元DP3源极与电源端第四开关单元DP4漏极间的节点之间串联有电源端边绕组Wl ;电源端第一开关单元DPl漏极与电源端第二开关单元DP2源极之间并联有电源端稳压电容C201，电源端第一开关单元DPl漏极与电源端稳压电容C201之间的节点与电源端滤波电感L201的一端相连接。有益的技术效果本产品的变流器电源端模块采用开关全桥结构，降低了开关管的应力；变流器电源端模块采用滤波电感和稳压电容，有效降低了电流纹波；本产品避免了开关管电压的尖峰问题，实现全部开关管的软开关；此外，本产品可以匹配低压的储能元件实现低电压的输入，同时输出满足工业负载需求高电压。
图1是原有结构的有源桥变流 器的电路图。图2是本实用新型的有源桥变流器电路结构示意图。具体的实施方法现结合附图详细说明本实用新型的结构原理。参见图2，一种有源桥变流器，由高频变压器3、变流器负载端模块I以及至少一个变流器电源端模块2组成；其中，高频变压器3包括负载端边绕组W2和与变流器电源端模块2数量相对应的电源端边绕组Wl ;变流器负载端模块I由负载端滤波电容C103、负载端分压电容C101、负载端分压电容C102、负载端第一开关单元DLl和负载端第二开关单元DL2组成；负载端分压电容ClOl与负载端分压电容C102间的节点同负载端第一开关单元DLl与负载端第二开关单元DL2间的节点上串联有负载端边绕组W2 ;变流器电源端模块2包括电源端第一开关单元DPl和电源端第二开关单元DP2，其中，电源端第一开关单元DPl的源极和电源端第二开关单元DP2的漏极间的节点与电源端边绕组Wl相连接；其中，变流器电源端模块2内设有电源端第三开关单元DP3和电源端第四开关单元DP4、电源端滤波电感L201、电源端稳压电容C201 ;其中，电源端第三开关单元DP3的漏极与电源端第一开关单元DPl的漏极相连接，电源端第三开关单元DP3的源极与电源端第四开关单元DP4的漏极相连接，电源端第四开关单元DP4的源极与电源端第二开关单元DP2的源极相连接；电源端第一开关单元DPl源极与电源端第二开关单元DP2漏极间的节点同电源端第三开关单元DP3源极与电源端第四开关单元DP4漏极间的节点之间串联有电源端边绕组Wl ；电源端第一开关单元DPl漏极与电源端第二开关单元DP2源极之间并联有电源端稳压电容C201，电源端第一开关单元DPl漏极与电源端稳压电容C201之间的节点与电源端滤波电感L201的一端相连接。此外，电源端第一开关单元DP1、电源端第二开关单元DP2、电源端第三开关单元DP3和电源端第四开关单元DP4均为同一结构的开关管组件，所述开关管组件均由一个开关管、一个二极管和一个电容组成；其中，开关管的两端并联有电容，开关管的漏极与二极管的负极相连接，开关管的源极与二极管的正极相连接；开关管的源极即为开关管组件的源极，开关管的漏极即为开关管组件的漏极。使用时，将第一发电单元41的正极与第一变流器电源端模块21中电源端滤波电感L201的电流输入端相连接，将第一发电单元41的负极与第一变流器电源端模块21中电源端稳压电容C201与电源端第二开关单元DP2源极之间的节点相连接；按同样的方式，将第二发电单元42与第二变流器电源端模块22相连接；将负载单元5与变流器负载端模块I相连接；第一变流器电源端模块21、第二变流器电源端模块22和变流器负载端模块I均连接到高频变压器3绕组上·。
权利要求1.一种有源桥变流器，由高频变压器(3)、变流器负载端模块(I)以及至少一个变流器电源端模块(2)组成；其中，高频变压器(3)包括负载端边绕组W2和与变流器电源端模块(2)数量相对应的电源端边绕组Wl ； 变流器负载端模块(I)由负载端滤波电容C103、负载端分压电容C101、负载端分压电容C102、负载端第一开关单元DLl和负载端第二开关单元DL2组成；负载端分压电容ClOl与负载端分压电容C102间的节点同负载端第一开关单元DLl与负载端第二开关单元DL2间的节点上串联有负载端边绕组W2 ； 变流器电源端模块(2)包括电源端第一开关单元DPl和电源端第二开关单元DP2，其中，电源端第一开关单元DPl的源极和电源端第二开关单元DP2的漏极间的节点与电源端边绕组Wl相连接； 其特征在于，变流器电源端模块(2 )内设有电源端第三开关单元DP3和电源端第四开关单元DP4、电源端滤波电感L201、电源端稳压电容C201 ； 其中，电源端第三开关单元DP3的漏极与电源端第一开关单元DPl的漏极相连接，电源端第三开关单元DP3的源极与电源端第四开关单元DP4的漏极相连接，电源端第四开关单元DP4的源极与电源端第二开关单元DP2的源极相连接；电源端第一开关单元DPl源极与电源端第二开关单元DP2漏极间的节点同电源端第三开关单元DP3源极与电源端第四开关单元DP4漏极间的节点之间串联有电源端边绕组Wl ;电源端第一开关单元DPl漏极与电源端第二开关单元DP2源极之间并联有电源端稳压电容C201，电源端第一开关单元DPl漏极与电源端稳压电容C201之间的节点与电源端滤波电感L201的一端相连接。
2.如权利要求1所述的一种有 源桥变流器，其特征在于，电源端第一开关单元DP1、电源端第二开关单元DP2、电源端第三开关单元DP3和电源端第四开关单元DP4均为同一结构的开关管组件，所述开关管组件均由一个开关管、一个二极管和一个电容组成；其中，开关管的两端并联有电容，开关管的漏极与二极管的负极相连接，开关管的源极与二极管的正极相连接；开关管的源极即为开关管组件的源极，开关管的漏极即为开关管组件的漏极。
专利摘要针对现有结构的变流器，所存在的分压电容不均压、低压侧开关应力高、启动电流大等缺点，本实用新型提供一种有源桥变流器，由高频变压器、变流器负载端模块以及至少一个变流器电源端模块组成，变流器电源端模块内含电源端第一开关单元DP1、电源端第二开关单元DP2、电源端第三开关单元DP3、电源端第四开关单元DP4、电源端滤波电感L201和电源端稳压电容C201。本产品有益的技术效果为有效降低了变流器电源端模块中开关管的应力、电源端电流纹波，且克服了电源端模块中分压电容不均压的问题；本产品实现全部开关管的软开关；本产品可以匹配低压储能元件实现低电压的输入，同时输出满足工业负载需求的高电压。
文档编号H02M3/28GK203119769SQ20132009298
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月1日 优先权日2013年3月1日
发明者谢军, 张崇巍, 洪应, 谢暴, 崔伟 申请人:谢军