一种隔离变换器的制作方法

本申请涉及电力电子，特别涉及一种隔离变换器。

背景技术：

1、随着以光伏为代表的新能源发电产业的发展，利用新能源开展电解制氢、电解铝等应用的经济性正在逐步提升。如何利用新能源直接变换，为电解设备供电，为该技术的关键。

2、鉴于电解设备体积庞大、重量大，出于其金属外壳与电解液同电位情况下的安规考虑，因而一般需要将电解设备某一电极接地；而光伏电池板占地面积大，电气连接点大，因而接地短路等故障发生的概率较大。为保障在电解设备接地的同时发生光伏端对地短路等故障时的故障不继续扩大，需要采用隔离型变换器为光伏和电解设备提供电力转换功能。

3、现有技术中采用交流供电进行制氢时可以通过工频变压器实现隔离，而利用光伏提供的直流供电进行制氢时，需要采用隔离型dc/dc变换器；但是，传统的隔离型dc/dc变换器，受限于其电磁材料工艺、绕组工艺，尚无法实现制氢所需的较大功率。而若在传统隔离型dc/dc变换器内部通过多个相同器件直接并联来提升变换功率，则会带来相同器件的均流问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供一种隔离变换器，以提升变换功率，并实现并联器件之间的均流。

2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、本申请提供了一种隔离变换器，其变压器的每一相原副边分别设置有至少一个功率支路；各所述功率支路分别连接于所述变压器相应边的至少一个绕组与相应边直流母线之间；其中，

4、所述功率支路，包括：连接单元和至少一个功率模块；所述连接单元用于实现所述功率支路内所述功率模块与所述功率支路所接绕组之间的连接；

5、所述变压器每一相原边和/或副边的所述连接单元中存在阻抗；

6、对于所述变压器的每一相任一边，其绕组的数量和所述功率模块的数量分别大于1；

7、所述功率支路内，所述功率模块的数量大于1时，所述连接单元包括将对应各所述功率模块并联接入的共模电感；

8、所述功率支路所接绕组的数量大于1时，所述功率支路内所述连接单元包括将对应各绕组并联接入的共模电感。

9、可选的，所述功率支路内所述功率模块的数量大于2时，其中每两个所述功率模块分别通过相应的共模电感实现并联接入；

10、所述功率支路所接绕组的数量大于2时，其中每两个绕组分别通过相应的共模电感实现并联接入。

11、可选的，两个所述功率模块通过共模电感实现并联接入时，共模电感通过自身两线圈的异名端，连接两个所述功率模块的交流侧；

12、两个绕组通过共模电感实现并联接入时，共模电感通过自身两线圈的异名端，连接两个绕组的同名端。

13、可选的，所述变压器每一相原副边中，任一边的所述连接单元包括：所述阻抗，或者，所述阻抗及设置于其至少一侧的至少一个共模电感；另一边的所述连接单元，包括：所述阻抗，或者，所述阻抗及设置于其至少一侧的至少一个共模电感，又或者，至少一个共模电感。

14、可选的，所述连接单元仅包括所述阻抗时，所述阻抗的一侧连接对应的一个绕组，所述阻抗的另一侧连接对应的一个所述功率模块。

15、可选的，所述连接单元包括所述阻抗及至少一个共模电感时：

16、所述阻抗的一侧连接对应的一个绕组，所述阻抗的另一侧通过相应的共模电感连接对应各所述功率模块；或者，

17、所述阻抗的一侧通过相应的共模电感连接对应各绕组，所述阻抗的另一侧连接对应的一个所述功率模块；又或者，

18、所述阻抗的一侧通过相应的共模电感连接对应各绕组，所述阻抗的另一侧通过相应的共模电感连接对应各所述功率模块。

19、可选的，所述连接单元包括至少一个共模电感时：

20、对应各绕组通过相应的共模电感连接对应的一个所述功率模块；或者，

21、对应各所述功率模块通过相应的共模电感连接对应的一个绕组；又或者，

22、对应各绕组通过相应的共模电感连接于一个公共端，对应各所述功率模块通过相应的共模电感连接于另一公共端，两个公共端相连。

23、可选的，所述变压器中，相内的原副边绕组交错布置。

24、可选的，所述变压器中每一相的原副边绕组数量相等时，每一相的铁芯外侧间歇性的缠绕原副边绕组。

25、可选的，所述变压器中每一相的原副边绕组呈倍数关系时，每一相的原副边绕组按组布置；且各组中，数量少的一边绕组布置于数量多的一边绕组中间。

26、可选的，位于同一侧的绕组数量大于1时通过相应的共模电感接入同一所述功率模块。

27、可选的，所述变压器为单相变压器，其各绕组的两端分别接入相应的所述功率支路。

28、可选的，所述变压器为三相变压器；

29、各绕组的一端，分别接入相应的所述功率支路；

30、各原边绕组的另一端相连，各副边绕组的另一端相连。

31、可选的，所述原边功率模块为：两电平电路，或者，多电平电路；

32、所述副边功率模块为：两电平电路，或者，多电平电路。

33、可选的，所述阻抗来源于：功率传输线缆、所述变压器的漏感或者额外设置的阻抗单元；

34、所述变压器每一相原边和副边的所述连接单元中同时存在所述阻抗时，原副边的所述阻抗来源相同或不同。

35、可选的，所述阻抗单元，包括：至少一个电感，或者，至少一个所述电感及与其串联或并联连接的至少一个电容。

36、本申请提供的隔离变换器，其变压器的每一相原副边分别设置有至少一个功率支路；各功率支路分别连接于变压器相应边的至少一个绕组与相应边直流母线之间；该功率支路包括：连接单元和至少一个功率模块；该连接单元用于实现功率支路内功率模块与功率支路所接绕组之间的连接；而且，对于变压器的每一相任一边，其绕组的数量和功率模块的数量分别大于1，因此，本申请可以实现变换功率的提升。同时，在功率支路内，功率模块的数量大于1时，连接单元包括将对应各功率模块并联接入的共模电感，进而可以使并联接入的各功率模块之间实现均流；而功率支路所接绕组的数量大于1时，功率支路内连接单元包括将对应各绕组并联接入的共模电感，进而可以使并联接入的各绕组之间实现均流；也即，该隔离变换器可以实现相同器件并联时的均流。另外，该变压器每一相原边和/或副边的连接单元中存在阻抗，进而可以实现各相功率传输支路的阻抗匹配和功率解耦功能。

技术特征：

1.一种隔离变换器，其特征在于，其变压器的每一相原副边分别设置有至少一个功率支路；各所述功率支路分别连接于所述变压器相应边的至少一个绕组与相应边直流母线之间；其中，

2.根据权利要求1所述的隔离变换器，其特征在于，所述功率支路内所述功率模块的数量大于2时，其中每两个所述功率模块分别通过相应的共模电感实现并联接入；

3.根据权利要求1所述的隔离变换器，其特征在于，两个所述功率模块通过共模电感实现并联接入时，共模电感通过自身两线圈的异名端，连接两个所述功率模块的交流侧；

4.根据权利要求1所述的隔离变换器，其特征在于，所述变压器每一相原副边中，任一边的所述连接单元包括：所述阻抗，或者，所述阻抗及设置于其至少一侧的至少一个共模电感；另一边的所述连接单元，包括：所述阻抗，或者，所述阻抗及设置于其至少一侧的至少一个共模电感，又或者，至少一个共模电感。

5.根据权利要求4所述的隔离变换器，其特征在于，所述连接单元仅包括所述阻抗时，所述阻抗的一侧连接对应的一个绕组，所述阻抗的另一侧连接对应的一个所述功率模块。

6.根据权利要求4所述的隔离变换器，其特征在于，所述连接单元包括所述阻抗及至少一个共模电感时：

7.根据权利要求4所述的隔离变换器，其特征在于，所述连接单元包括至少一个共模电感时：

8.根据权利要求1至7任一项所述的隔离变换器，其特征在于，所述变压器中，相内的原副边绕组交错布置。

9.根据权利要求8所述的隔离变换器，其特征在于，，所述变压器中每一相的原副边绕组数量相等时，每一相的铁芯外侧间歇性的缠绕原副边绕组。

10.根据权利要求8所述的隔离变换器，其特征在于，所述变压器中每一相的原副边绕组呈倍数关系时，每一相的原副边绕组按组布置；且各组中，数量少的一边绕组布置于数量多的一边绕组中间。

11.根据权利要求10所述的隔离变换器，其特征在于，位于同一侧的绕组数量大于1时通过相应的共模电感接入同一所述功率模块。

12.根据权利要求1至7任一项所述的隔离变换器，其特征在于，所述变压器为单相变压器，其各绕组的两端分别接入相应的所述功率支路。

13.根据权利要求1至7任一项所述的隔离变换器，其特征在于，所述变压器为三相变压器；

14.根据权利要求1至7任一项所述的隔离变换器，其特征在于，所述原边功率模块为：两电平电路，或者，多电平电路；

15.根据权利要求1至7任一项所述的隔离变换器，其特征在于，所述阻抗来源于：功率传输线缆、所述变压器的漏感或者额外设置的阻抗单元；

16.根据权利要求15所述的隔离变换器，其特征在于，所述阻抗单元，包括：至少一个电感，或者，至少一个所述电感及与其串联或并联连接的至少一个电容。

技术总结
本申请提供一种隔离变换器，其变压器的每一相原副边分别设置有至少一个功率支路；该功率支路包括：连接单元和至少一个功率模块；该连接单元用于实现功率支路内功率模块与功率支路所接至少一个绕组之间的连接；而且，对于变压器的每一相任一边，其绕组的数量和功率模块的数量分别大于1，因此，本申请可以实现变换功率的提升。同时，在功率支路内，功率模块的数量大于1时，连接单元包括将对应各功率模块并联接入的共模电感，以使并联接入的各功率模块之间实现均流；而功率支路所接绕组的数量大于1时，功率支路内连接单元包括将对应各绕组并联接入的共模电感，以使并联接入的各绕组之间实现均流。

技术研发人员：庄加才,徐君
受保护的技术使用者：阳光电源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14