CN112468007A - 一种基于多绕组输入的整流器系统 - Google Patents

一种基于多绕组输入的整流器系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112468007A
CN112468007A CN202011603613.6A CN202011603613A CN112468007A CN 112468007 A CN112468007 A CN 112468007A CN 202011603613 A CN202011603613 A CN 202011603613A CN 112468007 A CN112468007 A CN 112468007A
Authority
CN
China
Prior art keywords
winding
rectifier
phase
windings
rectifier system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011603613.6A
Other languages
English (en)
Inventor
张金磊
李晨光
陈小平
朱建国
范锋
刘涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Winline Technology Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Winline Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Winline Technology Co Ltd filed Critical Shenzhen Winline Technology Co Ltd
Priority to CN202011603613.6A priority Critical patent/CN112468007A/zh
Publication of CN112468007A publication Critical patent/CN112468007A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/23—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only arranged for operation in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/10—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers
    • H02M5/12—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers for conversion of voltage or current amplitude only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

本发明提出了一种基于多绕组输入的整流器系统，充分利用了移相变压器的优势，采用多绕组输入的方式，在满足整流器直流输出性能指标的前提下，简化了整流器的电路拓扑结构，降低了整流器系统的成本，提高了整流器系统的效率，同时也提升了整流器系统的可靠性。

Description

一种基于多绕组输入的整流器系统
技术领域
本发明涉及电力电子变换器装置的供配电领域，尤其涉及一种基于多绕组输入的整流器系统。
背景技术
当前电力电子整流器应用于电力系统中的供配电领域，整流器的输入多为三相交流市电，为了满足交流输入谐波的要求和输出直流的性能指标，目前整流器的电路拓扑广泛采用两级架构，前级一般为功率因数矫正电路，后级为隔离整流电路，此电路拓扑可以满足交流输入谐波的要求，同时，可以确保输出直流的各项指标达到最优，但是，此拓扑存在成本高、效率低的缺点。目前，随着新能源领域的发展，各行业对于整流器的需求越来越高，迫切需要整流器系统降低成本、提高效率。
为了降低整流器系统的成本、提升整流器系统的效率，将移相变压器与整流器进行整合为一体，是一种新颖的电力电子系统架构，由此引入了基于移相变压器的整流器系统，如图1所示。移相变压器具有谐波治理功能，整流器可以省去功率因数矫正环节，但是，在工程化的设计过程中，为了达到直流输出的纹波要求，往往会采取双极拓扑电路，前级为交流稳压电路，先将输入的交流电压稳定在一个比较窄的直流范围内，后级再经过直流转换电路输出低纹波的直流电压。此方案虽然省去了功率因数矫正环节，但是，还是采取了双极拓扑电路，在降低成本和提升效率方面，并没有达到最优，仍然无法满足当下行业对整流器系统的效率、成本的要求。
发明内容
为解决上述不足，本发明提出一种基于多绕组输入的整流器系统，该系统不改变移相变压器的本体结构，重新设计电力电子变换器的输入结构，采取多绕组同时输入一个整流器，多绕组的交流电压经过整流器输入整流桥后，采取直接并联方式，使整流器输入电压纹波大大降低，整流器仅需通过一级拓扑电路，就可以输出低纹波的直流电压。此基于多绕组输入的整流器系统可以大大提升整流器系统的转换效率，整流器本体成本大幅度降低，并且使整流器系统的架构大大简化，提高了整流器系统的可靠性。
本发明的基于多绕组输入的整流器系统，包括：移相变压器T和整流器E1-EN，移相变压器包括一次侧TA和二次侧TB，其中一次侧TA仅包含一个绕组A，绕组A为输入绕组，输入交流电压为VIN；二次侧TB为移相多绕组，共分为N个绕组组合，每组组合有M个独立绕组，每个绕组组合内的独立绕组分别接入对应的整流器：第N组绕组CN1，CN2...CNM分别接入整流器EN的输入端口IN1，IN2...INM，所有整流器E1，E2...EN的电路拓扑采用一级架构。每个独立绕组包含三相电压A，B，C，各绕组的三相电压A，B，C经过全桥整流电路后的直流母线，进行直接并联。其中所有绕组组合内的各个独立绕组的功率配置必须一致。所有整流器功率配置大小必须一致。
本发明提出的一种基于多绕组输入的整流器系统，充分利用了移相变压器的优势，采用多绕组输入的方式，在满足整流器直流输出性能指标的前提下，简化了整流器的电路拓扑结构，降低了整流器系统的成本，提高了整流器系统的效率，同时也提升了整流器系统的可靠性。
附图说明
图1 是现有基于移相变压器的整流器系统；
图2 是基于多绕组输入的整流器系统。
具体实施方式
为了实现本发明的技术方案，让更多的工程人员了解到本发明，下面将结合具体实施方式详细阐述基于多绕组输入的整流器系统。
本发明充分利用移相变压器的物理特性，通过多绕组全桥整流后的并联方式，降低整流器输入的电压纹波，减轻整流器对纹波抑制的负担，从而达到精简整流器拓扑结构的目的。
基于多绕组输入的整流器系统的基本框图如图2所示。基于多绕组输入的整流器系统，变压器T为移相变压器，一次侧TA的绕组A为输入绕组，输入交流电压为VIN；二次侧TB为移相多绕组，共分为N个绕组组合，每组有M个独立绕组，如第一个绕组组合为：C11，C12...C1M，第二个绕组组合为C21，C22...C2M...以此类推，第N个绕组组合为CN1，CN2...CNM；每个绕组组合接入对应的整流器，如：第一个绕组组合C11，C12...C1M分别接入整流器E1的输入端口IN1，IN2...INM，第二个绕组组合C21，C22...C2M分别接入整流器E2的输入端口IN1，IN2...INM...以此类推，第N个绕组组合CN1，CN2...CNM分别接入整流器EN的输入端口IN1，IN2...INM；整流器E1，E2...EN为单级拓扑电路。此基于多绕组输入的整流器系统，在不改变移相变压器结构的前提下，仅仅通过调整整流器的输入结构，实现了简化整流器内部电路，提升了整流器系统的转换效率，降低了整流器系统的成本，在满足整流器直流输出性能指标的前提下，全面提升了整流器系统的市场化应用价值。
本发明提出的一种基于多绕组输入的整流器系统，具体实施过程如下：
变压器T为移相变压器，一次侧TA仅包含一个绕组A。
移相变压器T的二次侧TB包含N个绕组组合，每个绕组组合内部包含M个独立绕组，每个独立绕组包含三相电压A，B，C。
所有绕组组合内的各个独立绕组的功率配置必须一致。
每个绕组组合内的各绕组之间的相位差满足如下公式：
Figure 533115DEST_PATH_IMAGE001
Figure 473389DEST_PATH_IMAGE002
——绕组组合内的各绕组之间的相位差
M——绕组组合内部的独立绕组个数。
每个绕组组合之间的相位差满足如下公式：
Figure 36920DEST_PATH_IMAGE003
Figure 404448DEST_PATH_IMAGE004
——绕组组合之间的相位差
Figure 583757DEST_PATH_IMAGE002
——绕组组合内的各绕组之间的相位差
N——绕组组合的个数。
每个绕组组合内的独立绕组分别接入对应的整流器，如：第N组绕组CN1，CN2...CNM分别接入整流器EN的输入端口IN1，IN2...INM。在整流器内部，各绕组的三相电压A，B，C经过全桥整流电路后的直流母线，进行直接并联。
所有整流器E1，E2...EN的电路拓扑采用一级架构，且功率配置大小必须一致。
上述实施方式仅是示例性的示出本发明，并不企图限制本发明。另外对于没有详细描述的步骤属于本领域技术人员熟知的技术内容。对于涵盖在本发明构思内的相应的变换和更改均在本发明范围内。

Claims (5)

1.一种基于多绕组输入的整流器系统，包括：移相变压器T和整流器E1-EN，移相变压器T包括一次侧TA和二次侧TB，其中一次侧TA仅包含一个绕组A，绕组A为输入绕组；二次侧TB为移相多绕组，共分为N个绕组组合，每组组合有M个独立绕组，每个绕组组合内的独立绕组分别接入对应的整流器：第N组绕组CN1，CN2...CNM分别接入整流器EN的输入端口IN1，IN2...INM，所有整流器E1-EN的电路拓扑采用一级架构，其中每个独立绕组包含三相电压A，B，C，各绕组的三相电压A，B，C经过全桥整流电路后的直流母线，进行直接并联。
2.根据权利要求1所述的整流器系统，其中所有绕组组合内的各个独立绕组的功率配置一致。
3.根据权利要求1所述的整流器系统，其中每个绕组组合内的各绕组之间的相位差满足如下公式：
Figure 464926DEST_PATH_IMAGE001
Figure 466380DEST_PATH_IMAGE002
——绕组组合内的各绕组之间的相位差
M——绕组组合内部的独立绕组个数。
4.根据权利要求1所述的整流器系统，其中每个绕组组合之间的相位差满足如下公式：
Figure 337384DEST_PATH_IMAGE003
Figure 943946DEST_PATH_IMAGE004
——绕组组合之间的相位差
Figure 125527DEST_PATH_IMAGE002
——绕组组合内的各绕组之间的相位差
N——绕组组合的个数。
5.根据权利要求1所述的整流器系统，其中所有整流器功率配置大小一致。
CN202011603613.6A 2020-12-30 2020-12-30 一种基于多绕组输入的整流器系统 Pending CN112468007A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011603613.6A CN112468007A (zh) 2020-12-30 2020-12-30 一种基于多绕组输入的整流器系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011603613.6A CN112468007A (zh) 2020-12-30 2020-12-30 一种基于多绕组输入的整流器系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112468007A true CN112468007A (zh) 2021-03-09

Family

ID=74802240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011603613.6A Pending CN112468007A (zh) 2020-12-30 2020-12-30 一种基于多绕组输入的整流器系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112468007A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113674974A (zh) * 2021-07-21 2021-11-19 上海外高桥造船有限公司 一种用于船舶的多绕组变压器及船舶电力系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101359833A (zh) * 2008-09-08 2009-02-04 山东新风光电子科技发展有限公司 谐波无功补偿装置及其控制方法
CN104078910A (zh) * 2014-07-11 2014-10-01 国家电网公司 一种基于移相变压器的不可控24脉波整流直流融冰装置
CN104767393A (zh) * 2015-04-17 2015-07-08 西南交通大学 一种级联-并联混合变换器装置
CN105790598A (zh) * 2016-04-20 2016-07-20 中国船舶重工集团公司第七〇二研究所 一种高可靠性的铁路地面变流装置主电路拓扑结构

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101359833A (zh) * 2008-09-08 2009-02-04 山东新风光电子科技发展有限公司 谐波无功补偿装置及其控制方法
CN104078910A (zh) * 2014-07-11 2014-10-01 国家电网公司 一种基于移相变压器的不可控24脉波整流直流融冰装置
CN104767393A (zh) * 2015-04-17 2015-07-08 西南交通大学 一种级联-并联混合变换器装置
CN105790598A (zh) * 2016-04-20 2016-07-20 中国船舶重工集团公司第七〇二研究所 一种高可靠性的铁路地面变流装置主电路拓扑结构

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113674974A (zh) * 2021-07-21 2021-11-19 上海外高桥造船有限公司 一种用于船舶的多绕组变压器及船舶电力系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cao et al. Design and implementation of an 18-kW 500-kHz 98.8% efficiency high-density battery charger with partial power processing
US8238121B2 (en) DC/DC converter
CN101001051B (zh) 无输出变压器的ups
US8472219B2 (en) Method and systems for converting power
Yan et al. A novel interleaved nonisolated bidirectional DC–DC converter with high voltage-gain and full-range ZVS
US20180269795A1 (en) Bidirectional resonant conversion circuit and converter
CN105958828B (zh) 一种dc-dc变换电路
EP3940939B1 (en) Conversion circuit topology
CN104769828B (zh) 开关电源电路控制方法
CN202997936U (zh) 一种高升压电路、太阳能逆变器与太阳能电池系统
CN111525804B (zh) 直流/直流变换系统
CN104578803A (zh) 一种高压直流-直流电力电子变压器
CN109842299B (zh) 组合式直流变换系统及其控制方法
WO2021227231A1 (zh) 一种适用于不同输入电网的dcdc架构及其控制方法
EP3940941B1 (en) Conversion circuit topology
US20220014086A1 (en) Conversion circuit topology
CN111490695B (zh) 单级式低电压应力开关电容式多电平逆变器拓扑结构及电平调制方法
Qian et al. Buck/half-bridge input-series two-stage converter
CN112468007A (zh) 一种基于多绕组输入的整流器系统
CN108599346B (zh) 一种三级式电动汽车充电电路
Atkar et al. Three-phase integrated-optimized power electronic transformer for electric vehicle charging infrastructure
CN212518795U (zh) 一种基于全耦合电感器的可自动均流的多相并联谐振变换器
CN113437876A (zh) 一种基于全耦合电感器的可自动均流的多相并联谐振变换器
KR20100077526A (ko) 태양광 발전용 ｄｃ-ｄｃ 컨버터
CN107276393B (zh) 一种高压电源电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210309

RJ01 Rejection of invention patent application after publication