一种采用双向LCC谐振变换结构的电力电子变压器的制作方法

本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及一种采用双向LCC谐振变换结构的电力电子变压器。

背景技术：

由于电力电子变压器在完成常规变压器变压、隔离、能量传递等功能的同时，还可以完成波形控制、电能质量调节、潮流控制和系统稳定控制等功能，因此成为能源互联网的关键设备。目前，电力电子变压器常采用高压级、隔离级，低压级的三级架构，其中隔离级一般采用硬开关的双向有源桥结构，电路简单，但是由于工作在硬开关状态，导致其具有转换效率较低、谐波污染严重等缺点，影响系统的可靠性和寿命。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种采用双向LCC谐振变换结构的电力电子变压器，减小损耗，提高系统效率、可靠性和寿命，其具体技术内容如下：

一种采用双向LCC谐振变换结构的电力电子变压器，各相分别包括高压级、隔离级和低压级，所述高压级包括由开关管Q1、Q2、Q3、Q4和电容C1构成的全桥PWM整流电路，所述开关管Q1-Q4的控制极分别连接至高压级控制系统，所述高压级控制系统通过采集高压级输入侧和输出侧的电信号以控制各开关管的开关行为，实现并网控制与直流侧电压控制；所述隔离级包括由开关管Q5、Q6、Q7和Q8构成的全桥高频逆变电路，由电容C2、C3、C4、C5和电感L1、L2构成的谐振网络，高频变压器T1，以及由开关管Q9、Q10、Q11、Q12构成的低压侧全桥电路；所述开关管Q9-Q12的控制极分别连接至隔离级控制系统，所述隔离级控制系统通过采集隔离级的输入侧与输出侧的电信号以控制各开关管的开关行为，实现功率流向控制与开关频率控制；所述低压级包括由开关管Q13、Q14、Q15和Q16构成PWM整流电路，以及由电压L3和电容C7构成的滤波电路，所述开关管Q13-Q16的控制极连接至低压级控制系统；所述低压级控制系统通过采集低压级的直流侧与交流侧的电信号以控制开关管Q13-Q16的开关行为，实现并网。

与现有技术相比，本实用新型采用LLC谐振变换器作为主电路，能显著减小损耗，提高系统效率、可靠性和寿命，具有以下优点：

1）功率器件在全负载范围内都工作在软开关状态，提高了装置的效率。

2）输入级串联，减小元件电压应力，输出级并联，减小元件电流应力。

3）具有双向变换功能，实现潮流控制和无功补偿。

4）利用电路中的寄生参数，实现高效率变换。

附图说明

图1为本实用新型的单相电路原理图。

图2为本实用新型的三相电路原理框图。

具体实施方式

如下结合附图1和2，对本申请方案作进一步描述：

一种采用双向LCC谐振变换结构的电力电子变压器，各相分别包括高压级、隔离级和低压级，所述高压级包括由开关管Q1、Q2、Q3、Q4和电容C1构成的全桥PWM整流电路，所述开关管Q1-Q4的控制极分别连接至高压级控制系统，所述高压级控制系统通过采集高压级输入侧和输出侧的电信号以控制各开关管的开关行为，实现并网控制与直流侧电压控制；所述隔离级包括由开关管Q5、Q6、Q7和Q8构成的全桥高频逆变电路，由电容C2、C3、C4、C5和电感L1、L2构成的谐振网络，高频变压器T1，以及由开关管Q9、Q10、Q11、Q12构成的低压侧全桥电路；所述高频变压器T1实现变压与电气隔离，所述全桥高频逆变电路将直流逆变成高频交流，所述开关管Q9-Q12的控制极分别连接至隔离级控制系统，所述隔离级控制系统通过采集隔离级的输入侧与输出侧的电信号以控制各开关管的开关行为，实现功率流向控制与开关频率控制，实现逆变/整流功能，即实现软开关控制；所述低压级包括由开关管Q13、Q14、Q15和Q16构成PWM整流电路，以及由电压L3和电容C7构成的滤波电路，所述开关管Q13-Q16的控制极连接至低压级控制系统；所述低压级控制系统通过采集低压级的直流侧与交流侧的电信号以控制开关管Q13-Q16的开关行为，实现并网功能。

上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。