CN113726177A - 功率单元和固态变压器 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种功率单元和固态变压器，通过第一辅助电源电路和第二辅助电源电路为功率单元的控制模块供电，提高了功率单元的运行可靠性。功率单元可以包括第一辅助电源电路和第一功率电路，第一功率电路包括交流/交流功率主电路和第一控制模块。其中，交流/交流功率主电路与电网供电系统耦合，通过电网供电系统为交流/交流功率主电路供电。第一辅助电源电路的输入端与交流/交流功率主电路的母线耦合，第一辅助电源电路的输出端与第一控制模块耦合，第一辅助电源电路将交流/交流功率主电路的母线的电压调整为第一控制模块所需的直流电压并输出给第一控制模块。

Description

功率单元和固态变压器
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，并且更具体地，涉及一种功率单元和固态变压器。
背景技术
固态变压器(solid state transformer，SST)又称电力电子变压器(electronicpower transformer，EPT)，是一种将电力电子变换技术和基于电磁感应原理的高频电能变换技 术相结合，实现将一种电力特征的电能转变为另一种电力特征的电能(如实现电压的转换 和能量的传递)的静止电气设备。与常规电力变压器相比，固态变压器SST体积小，能够 维持输出电压的稳定，且能够改善输入侧的功率因数和电流谐波指标。
固态变压器SST应用于电力系统后，能够改善电力系统的电能质量，提高电力系统的 稳定性，且能够实现灵活的输电方式以及电力市场下对功率潮流的实时控制。因此，固态 变压器SST成为了电力系统的主要研究对象之一。
由于固态变压器SST中功率单元包括用于实现功率单元中功率器件的控制和驱动等 功能的控制模块，所以，如何为控制模块供电成为亟需解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种功率单元和固态变压器，能够为功率单元中的控制模块供电， 提高了控制模块的运行可靠性。
第一方面，本申请实施例提供了一种功率单元，可以包括第一辅助电源电路和第一功 率电路，第一功率电路包括交流(alternating current，AC)/交流AC功率主电路(简称为 AC/AC功率主电路)和与AC/AC功率主电路耦合的第一控制模块。
可选地，第一辅助电源电路的输入端与AC/AC功率主电路的母线耦合，第一辅助电源电路的输出端与第一控制模块耦合；AC/AC功率主电路包括输入端和输出端，AC/AC 功率主电路的输入端与电网供电系统(可以是配电系统或者输电系统)耦合。
在上述耦合关系的基础上，AC/AC功率主电路可以被配置为：将来自电网供电系统的第一电压(可以用V1表示)调整为第二电压(可以用V2表示)并通过AC/AC功率主 电路的输出端输出(可以输出至功率单元中的变压器(即第一变压器))。
进一步地，第一控制模块可以被配置为：检测AC/AC功率主电路的状态和/或AC/AC功率主电路的信息，并根据AC/AC功率主电路的状态和/或信息驱动AC/AC功率主电路 (可以驱动AC/AC功率主电路中的开关管)。
更进一步地，第一辅助电源电路可以被配置为：将AC/AC功率主电路的母线的电压(可以用Vbus表示)调整成第三电压(可以用V3表示)并输出给第一控制模块(即第一 辅助电源电路为第一控制模块供电)。其中，第三电压V3可以用于指示第一控制模块所 需的直流电压。
需要说明的是，上述AC/AC功率主电路的状态可以是AC/AC功率主电路中开关管(如 三极管或者绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT))的状态(包括 导通和截止)。AC/AC功率主电路的信息可以包括AC/AC功率主电路的输入电压、输入 电流、输出电压和/或输出电流。
本申请提供的功率单元通过第一辅助电源电路能够为第一功率电路中的第一控制模 块实现可靠供电，提高了第一控制模块的运行可靠性。而且无需设置单独的隔离设备，降 低了第一控制模块的供电成本，缩小了功率单元的体积。
在一种可能的实现方式中，功率单元还可以包括第一变压器(如高频变压器)和第二 功率电路，第二功率电路可以包括交流AC/直流(direct current，DC)功率主电路(简称为AC/DC功率主电路)和与AC/DC功率主电路耦合的第二控制模块，AC/DC功率主电 路可以包括输入端和输出端。
可选地，第一变压器的输入端与AC/AC功率主电路的输出端耦合，第一变压器的输出端与AC/DC功率主电路的输入端耦合。
在上述耦合关系的基础上，第一变压器可以被配置为：将第二电压V2调整成第四电 压(可以用V4表示)输出给AC/DC功率主电路。其中，第四电压V4可以用于指示AC/DC 功率主电路所需的交流电压。
进一步地，AC/DC功率主电路被配置为：将第四电压V4整流成第五电压(可以用V5表示)并通过AC/DC功率主电路的输出端输出(可以输出给第二辅助电源电路)。其中， 第五电压V5可以用于指示AC/DC功率主电路输出的直流电压。
更进一步地，第二控制模块可以被配置为：检测AC/DC功率主电路的状态和/或信息， 并基于AC/DC功率主电路的状态和/或信息驱动AC/DC功率主电路。
示例性的，上述AC/DC功率主电路的状态可以是AC/DC功率主电路中开关管(如三极管或者IGBT)的状态(包括导通和截止)。AC/DC功率主电路的信息可以包括AC/DC 功率主电路的输入电压、输入电流、输出电压和/或输出电流。
需要说明的是，第一功率电路的电压值可以高于第二功率电路的电压值。由于第一功 率电路的输入通常为来自电网供电系统的交流电，第一功率电路的输出也为交流电，所以 可以将第一功率电路称为交流变换电路。另外，第一功率电路的输入通常为高压(如电压 值在35kV以上且在220kV以下的电压)或者中压(如电压值在1kV以上且在35kV及35kV以下的电压)，所以又可以将第一功率电路称为高压功率电路或者中压功率电路。
还需要说明的是，由于第一功率电路的输出端与第一变压器的输入端耦合，第一变压 器的输出端与第二功率电路的输入端耦合，所以可以确定第一变压器是将来自于第一功率 电路的高压或者中压变换为低压(如电压值在1kV以下的电压，也为交流电压)。进而， 第二功率电路将第一变压器变换得到的低压变换为直流电压(该直流电压也为低压)。因 此，可以将第二功率电路称为低压功率电路。
本申请通过AC/AC功率主电路、第一变压器和AC/DC功率主电路实现功率单元输入到输出的变换和传输，同时，通过第一控制模块实现AC/AC功率主电路中开关管的可靠 驱动，并通过第二控制模块实现AC/DC功率主电路中开关管的可靠驱动，提高了AC/DC 功率主电路和AC/AC功率主电路的可靠性。
在一种示例中，第一控制模块可以包括第一检测电路、第一通信电路、第一控制电路 和第一驱动电路。
可选地，上述的第一检测电路的输入端可以与AC/AC功率主电路耦合，第一检测电路的输出端可以与第一控制电路的输入端耦合，第一控制电路的输出端可以与第一驱动电路的输入端耦合，第一驱动电路的输出端可以与AC/AC功率主电路耦合，第一控制电路 还与第一通信电路耦合，第一通信电路与第二控制模块耦合。
在上述耦合关系的基础上，可以进一步确定：
第一检测电路可以用于：检测AC/AC功率主电路的状态和/或信息。
第一控制电路可以用于：将AC/AC功率主电路的状态和/或信息传输给第一通信电路。
第一通信电路可以用于：将AC/AC功率主电路的状态和/或信息传输给第二控制模块， 并将来自第二控制模块的AC/AC功率主电路的状态和/或信息传输给第一控制电路。
第一通信电路将AC/DC功率主电路的状态和/或信息以及AC/AC功率主电路的状态和/或信息(也就是AC/DC功率主电路的状态、AC/DC功率主电路的信息、AC/AC功率 主电路的状态和AC/AC功率主电路的信息中的至少一项)传输给第一控制电路后，第一 控制电路还可以用于：基于AC/DC功率主电路的状态和/或信息和AC/AC功率主电路的 状态和/或信息向第一驱动电路发送第一控制命令。
第一驱动电路可以用于：基于第一控制命令驱动AC/AC功率主电路。
本申请通过第一控制模块不仅可以通过AC/DC功率主电路的状态和/或信息以及AC/AC功率主电路的状态和/或信息实现AC/AC功率主电路的中开关管的驱动，而且可以 将AC/AC功率主电路的状态和/或信息传输给第二控制模块，为第二控制模块实现AC/DC 功率主电路中开关管的可靠驱动提供依据。
在另一种示例中，第二控制模块可以包括第二检测电路、第二通信电路、第二控制电 路和第二驱动电路。
可选地，第二检测电路的输入端可以与AC/DC功率主电路耦合，第二检测电路的输出端可以与第二控制电路的输入端耦合，第二控制电路的输出端可以与第二驱动电路的输入端耦合，第二驱动电路的输出端可以与AC/DC功率主电路耦合，第二控制电路还与第 二通信电路耦合，第二通信电路与第一通信电路耦合。
在上述耦合关系的基础上，可以进一步确定：
第二检测电路可以用于：检测AC/DC功率主电路的状态和/或信息。
第二控制电路可以用于：将AC/DC功率主电路的状态和/或信息传输给第二通信电路。
第二通信电路可以用于：将AC/DC功率主电路的状态和/或信息传输给第一控制模块， 并将来自第一通信电路的AC/AC功率主电路的状态和/或信息传输给第二控制电路。
在第二通信电路将AC/AC功率主电路的状态和/或信息和AC/DC功率主电路的状态和/或信息传输给第二控制电路后，第二控制电路还用于：基于AC/AC功率主电路的状态和/或信息和AC/DC功率主电路的状态和/或信息(也就是AC/DC功率主电路的状态、 AC/DC功率主电路的信息、AC/AC功率主电路的状态和AC/AC功率主电路的信息中的至 少一项)向第二驱动电路发送第二控制命令。
第二驱动电路可以用于：基于第二控制命令驱动AC/DC功率主电路。
本申请通过第二控制模块不仅可以通过AC/DC功率主电路的状态和/或信息以及AC/AC功率主电路的状态和/或信息实现AC/DC功率主电路的中开关管的驱动，而且可以 将AC/DC功率主电路的状态和/或信息传输给第一控制模块，为第一控制模块实现AC/AC 功率主电路中开关管的可靠驱动提供依据。
可以理解的，第一控制模块和第二控制模块之间需要通信，而且两者是通过第一通信 电路和第二通信电路实现通信的。另外，第一控制电路不仅需要基于来自于第二检测电路 检测的AC/DC功率主电路的状态和/或信息，还需要基于来自于第一通信电路的第一检测 电路检测的AC/AC功率主电路的状态和/或信息，才能下发第一控制命令给第一驱动电路。
与第一控制电路类似，第二控制电路不仅需要基于来自于第二检测电路检测的AC/DC 功率主电路的状态和/或信息，还需要基于来自于第一通信电路的第一检测电路检测的 AC/AC功率主电路的状态和/或信息，才能下发第一控制命令给第一驱动电路。
也就是说，第一功率电路需要基于自身内部AC/AC功率主电路中开关管的状态和AC/AC功率主电路的信息(电压和或电流)以及第二功率电路内部AC/DC功率主电路中 开关管的状态和AC/DC功率主电路的信息(电压和或电流)控制自身内部AC/AC功率主 电路中得开关管。
与第一功率电路类似，第二功率电路需要基于自身内部AC/DC功率主电路中开关管 的状态和AC/DC功率主电路的信息(电压和或电流)以及第一功率电路内部AC/AC功率主电路中开关管的状态和AC/AC功率主电路的信息(电压和或电流)控制自身内部AC/DC 功率主电路中开关管。
在一种可能的实现方式中，上述的第一辅助电源电路可以包括第一电压变换模块和第 一整流模块。
可选地，第一电压变换模块的输入端可以与功率单元的母线(一个功率单元包括一条 母线)耦合，第一电压变换模块的输出端可以与第一整流模块的输入端耦合，第一整流模 块的输出端可以与第一控制模块耦合。
在上述耦合关系的基础上，上述第一电压变换模块可以被配置为：将功率单元的母线 的电压变换成第六电压(可以用V6表示)输出给第一整流模块。其中，第六电压V6可以用于指示第一电压变换模块输出的交流电压。
进一步地，上述第一整流模块可以被配置为：将第六电压V6整流成第三电压V3输出给第一控制模块，实现为第一控制模块的供电。
可以理解的，由于功率单元的输入为中压(交流电)，且功率单元的输出为低压(直流电)，又因为第一辅助电源电路的输入端与对应的功率单元的母线耦合，所以第一辅助电源电路可以称之为中压辅助电源电路。又由于第一辅助电源电路基于功率单元的母线的电压为第一控制模块供电，因此可以也可以将第一控制模块称之为中压控制模块。
本申请通过第一电压变换模块和第一整流模块，将功率单元的母线电压调整为第一控 制模块所需的电压，实现第一控制模块的可靠供电，无需设置其他单独的隔离设备，降低 了第一控制模块的供电成本，由于第一辅助电源电路位于功率单元内部，所以同时减小了 功率单元的体积。
第二方面，本申请还提供了一种固态变压器，可以包括第二辅助电源电路和多个上述 的功率单元。
可选地，上述多个功率单元中的每一个功率单元的输入端串联，可以构成固态变压器 的输入端。多个功率单元中的每一个功率单元的输出端并联，可以构成固态变压器的输出 端。
上述的第二辅助电源电路的输入端可以与AC/DC功率主电路的输出端耦合，第二辅 助电源电路的输出端与第二控制模块耦合。
在上述耦合关系的基础上，第二辅助电源电路可以被配置为：将上述的第五电压V5调整成第七电压(可以用V7表示)并输出给第二控制模块(即为第二控制模块供电)。 其中，第七电压V7可以用于指示第二控制模块所需的直流电压。
需要说明的是，由于每个功率单元中包括一个第一辅助电源电路，所以第一辅助电源 电路的数量与功率单元的数量相等，且与第一控制模块的数量相等。而且，由于每个功率 单元中的第一辅助电源电路的输入端与对应的功率单元的母线耦合，每个功率单元中的第 一辅助电源电路的输出端与对应的第一控制模块耦合，所以对于固态变压器来说，第一辅 助电源电路为分布式结构。
还需要说明的是，第二辅助电源电路为多个功率单元中的每个第二控制模块供电，所 以对于固态变压器来说，第二辅助电源电路为集中式结构。
本申请通过第二辅助电源电路实现了第二功率电路中第二控制模块的可靠供电，且集 中式结构的第二辅助电源电路与分布式结构的第一辅助电源电路之间实现物理隔离，无需 为第一辅助电源电路和第二辅助电源电路设置另外的隔离设备，降低了固态变压器的成本， 且减小了固态变压器的体积。
在一种可能的实现方式中，上述的第二辅助电源电路可以包括第二变压器和第一辅助 电源模块。
可选地，第二变压器的输入端可以与电网供电系统耦合，第二变压器的输出端可以与 第一辅助电源模块的输入端耦合，第一辅助电源模块的输入端还可以与AC/DC功率主电 路的输出端耦合，第一辅助电源模块的输出端可以与第二控制模块耦合。
在上述耦合关系的基础上，第二变压器可以被配置为：将第一电压V1调整成第八电 压(可以用V8表示)输出给第一辅助电源模块(即为第一辅助电源模块供电)。其中， 第八电压V8可以用于指示第一辅助电源模块所需的交流电压。
进一步地，第一辅助电源模块可以被配置为：将第五电压V5和第八电压V8调整成第七电压V7输出给第二控制模块(即为第二控制模块供电)。
需要说明的是，第一电压V1可以为高压交流电或中压交流电，第八电压V8可以为低压交流电，因此，第一电压的电压值可以大于第二电压的电压值。也就是说，第二变压器 起到了降压的作用，即通过第二变压器可以将来自电网供电系统的第一电压V1(高压或 中压)降为第八电压V8(低压)。
可以理解的，不管第二变压器将来自电网供电系统的高压交流电变换为低压交流电， 还是将来自电网供电系统的中压交流电变换为低压交流电，第二变压器都起到了降压的作 用。第一辅助电源模块基于第二变压器变换得到的低压交流电为第二控制模块供电，因此 可以也可以将第二控制模块称为低压控制模块。
还需要说明的是，由于功率单元的输入电压可以为中压(交流电)，且功率单元的输 出电压可以为低压(直流电)，又因为第一辅助电源模块和第二辅助电源模块各自的输入 端与对应的AC/DC功率主电路的输出端耦合，所以可以将第一辅助电源模块和第二辅助电源模块称为低压辅助电源模块。
可选地，上述的第二变压器可以为工频变压器。工频变压器可以从电网供电系统获取 第一电压V1(如一路线电压)，并将第一电压V1调整成第八电压V8提供给第一辅助电源模块。工频变压器的功率和体积均较小，成本低，能够提高功率单元的可靠性。
当然，第二变压器除了可以为工频变压器，还可以为其他类型的变压器，本申请实施 例对此不作限定。
本申请通过第二变压器和第一辅助电源模块实现第二控制模块的可靠供电，进而实现AC/DC功率主电路中开关管的可靠驱动，提高了功率单元的可靠性。
在一种可能的实现方式中，本申请提供的功率单元还可以包括用于为功率单元散热的 风扇，第二辅助电源电路还可以包括至少一个第二辅助电源模块。
可选地，至少一个第二辅助电源模块中的每一个第二辅助电源模块的输入端可以与 AC/DC功率主电路的输出端耦合，每一个第二辅助电源模块的输出端可以与风扇耦合。
在上述耦合关系的基础上，每一个第二辅助电源模块可以被配置为：将第五电压V5调整为第九电压(可以用V9表示)输出给风扇(即为风扇供电)。其中，第九电压V9可 以用于指示风扇所需的电压。
可以理解的，第二辅助电源电路在为第二控制模块供电的同时，能够为风扇供电，使 风扇能够稳定的为功率单元散热。
还可以理解的，与风扇所需的功率相比，第二控制模块所需的功率较低。因此，为第 二控制模块供电的第一辅助电源模块的功率较小，为风扇供电的第二辅助电源模块的功率 较大，也就是第二辅助电源模块的功率会大于第一辅助电源模块的功率。
示例性的，上述第二变压器的输出功率可以大于第一辅助电源模块的输出功率，第一 辅助电源模块的输出功率小于每一个第二辅助电源模块的输出功率。例如，第一辅助电源 模块的输出功率可以为200W，第二变压器的输出功率可以为500W，第二辅助电源模块的输出功率可以为500W或者600W等。
本申请实施例中，功率较小的第一辅助电源模块为功率单元的第二控制模块(功率较 小)供电，功率较小的第二辅助电源模块为风扇(功率较大)供电。也就是说，大功率风扇的供电需求与小功率的第二控制模块的供电需求单独由第二辅助电源模块和第一辅助电源模块这两类模块实现。
由于固态变压器的输出电压存在如400V和800V等多种电压值，因此本申请提供的第二辅助电源电路能够通过多个(如两个)第二辅助电源模块实现第二辅助电源电路的输入电压与固态变压器的输出电压的匹配，第二辅助电源电路能够根据固态变压器输出电压的不同可靠的为功率单元进行辅助供电(即第二辅助电源电路能够根据功率单元的输出电压的不同为第二控制模块供电)，进而提高了固态变压器的稳定性。同时，第二辅助电源 电路中的至少一个第二辅助电源模块能够将AC/DC功率主电路的输出电压调整为风扇所 需电压，即通过实现风扇的供电，使风扇能够稳定的为功率单元散热。
在一种示例中，第一辅助电源模块的输入电压可以为114V～840V。第二辅助电源模 块的输入电压可以为400V。
在另一示例中，第二辅助电源电路包括一个第一辅助电源电路和两个第二辅助电源模 块时，不仅可以通过两个第二辅助电源模块实现第二辅助电源电路的输入电压为400V， 还可以通过两个第二辅助电源模块实现第二辅助电源电路的输入电压为800V。
可以理解的，本申请中第二辅助电源电路的输入(如：由两个第二辅助电源模块的400V输入电压共同构成的800V宽范围电压)以及输出(如第一辅助电源模块的输出电压(也就是第二控制模块所需的直流电压)和第二辅助电源模块的输出电压(也就是风扇所需的电压))拆分为宽电压输入范围(即800V电压)且小功率需求(对应功率较小的第 二控制模块)以及窄电压输入范围(即400V电压)且大功率需求(对应功率较大的风扇)， 通过第二辅助电源电路能够同时为第二控制模块和风扇供电，无需设置其他的电源和隔离 设备，不仅降低了第二辅助电源电路的体积和成本，提高了第二辅助电源电路的可靠性。 而且只要第二辅助电源电路接入电网供电系统，就可以通过第二变压器和第一辅助电源模 块为第二控制模块供电，扩大了第二辅助电源电路的适用范围。
在一种可能的实现方式中，至少一个第二辅助电源模块中的每一个第二辅助电源模块 可以包括功率因数校正模块和谐振模块。
可选地，功率因数校正模块的输入端与AC/DC功率主电路的输出端耦合，功率因数校正模块的输出端可以与谐振模块的输入端耦合，谐振模块的输出端可以与风扇耦合。
在上述耦合关系的基础上，功率因数校正模块可以被配置为：将第五电压V5调整成 第十电压(可以用V10表示)。其中，第十电压V10用于指示谐振模块所需的电压。
进一步地，谐振模块可以被配置为：将第十电压V10转换成第九电压V9并输出给风扇。
在一种可能的实现方式中，第一辅助电源模块可以包括第二整流模块、防倒灌模块、 第二电压变换模块和第三整流模块。
可选地，防倒灌模块的输入端可以与AC/DC功率主电路的输出端耦合，防倒灌模块的输出端可以与第二整流模块的输入端耦合，第二整流模块的输入端还可以与第二变压器的输出端耦合，第二整流模块的输出端可以与第二电压变换模块的输入端耦合，第二电压变换模块的输出端可以与第三整流模块的输入端耦合，第三整流模块的输出端可以与第二控制模块耦合(此处可以认为第三整流模块的输出端与第二控制模块中的第二检测电路耦合)。
在上述耦合关系的基础上，第二整流模块可以被配置为：将第五电压V5和第八电压 V8变换成第十一电压(可以用V11表示)并输出给第二电压变换模块。其中，第十一电压V11可以用于指示第一整流模块输出的直流电压。
进一步地，防倒灌模块可以被配置为：阻止第十一电压V11倒灌至AC/DC功率主电路。
更进一步地，第二电压变换模块可以被配置为：将第十一电压V11处理成第十二电压 (可以用V12表示)输出给第三整流模块。其中，第十二电压V12可以用于指示第二电压 变换模块输出的交流电压。
再进一步地，第三整流模块可以被配置为：将第十二电压V12变换成第七电压V7输出给第二控制模块。
在一种可能的实现方式中，上述的防倒灌模块可以包括第一开关管(起到防倒灌作用)。
示例性的，第一开关管可以为二极管、三极管或场效应管(可以是结型场效应管或者 绝缘栅场效应管)。
例如，第一开关管为二极管时，二极管的阳极可以与AC/DC功率主电路的输出端耦合，所述二极管的负极可以与第二整流模块的输入端耦合。
又例如，第一开关管为三极管时，三极管的集电极可以与AC/DC功率主电路的输出端耦合，三极管的发射级可以与第二整流模块的输入端耦合。
还例如，第一开关管为场效应管时，场效应管的源极可以与AC/DC功率主电路的输出端耦合，场效应管的漏极可以与第二整流模块的输入端耦合。
在一种可能的实现方式中，第一辅助电源模块可以与其他固态变压器中辅助电源系统 的第一辅助电源模块(低压辅助电源模块)互为冗余(也可以说是互为备份)。当变压系 统中只包括单一固态变压器(该固态变压器可以包括两个第二辅助电源模块)时，任一第 二辅助电源模块故障不会导致第二辅助电源电路关机，且故障的第二辅助电源模块可以实 现快速更换，提高了第二辅助的电源电路的稳定性，进而实现了固态变压器的可靠运行。 当变压系统包括两个以上固态变压器时，任意第二辅助电源电路更换不会导致变压系统关 机。且第二辅助电源电路中的第一辅助电源模块和第二辅助电源模块分别设有热插拔接口， 支持热插拔。本申请提供的第二辅助电源电路能够有效提高变压系统的稳定性和维护速度。
应当理解的是，本申请的第二方面与本申请的第一方面的技术方案一致，各方面及对 应的可行实施方式所取得的有益效果相似，不再赘述。
附图说明
图1示出了本申请实施例中功率单元PU的结构示意图；
图2示出了本申请实施例中功率单元PU的结构示意图；
图3示出了本申请实施例中第一控制模块CM1的结构示意图；
图4示出了本申请实施例中第二控制模块CM2的结构示意图；
图5示出了本申请实施例中功率单元PU的结构示意图；
图6示出了本申请实施例中功率单元PU的三相辅助电源电路的结构示意图；
图7示出了本申请实施例中第一辅助电源电路A的结构示意图；
图8示出了本申请实施例中第一辅助电源电路A的结构示意图；
图9示出了本申请实施例中第一辅助电源电路A的结构示意图；
图10示出了本申请实施例中固态变压器SST的结构示意图；
图11示出了本申请实施例中固态变压器SST的结构示意图；
图12示出了本申请实施例中第二辅助电源电路B的结构示意图；
图13示出了本申请实施例中第二辅助电源电路B的结构示意图；
图14示出了本申请实施例中第二辅助电源电路B的结构示意图；
图15示出了本申请实施例中第一辅助电源模块SSPM1的结构示意图；
图16示出了本申请实施例中第一辅助电源模块SSPM1的结构示意图；
图17示出了本申请实施例中第一辅助电源模块SSPM1的结构示意图；
图18示出了本申请实施例中第二辅助电源模块SSPM2的结构示意图；
图19示出了本申请实施例中第一辅助电源模块SSPM2的结构示意图；
图20示出了本申请实施例中第一辅助电源模块SSPM2的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申 请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书实施例和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等仅用于区分描 述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。此外， 术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一 系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/ 或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是 单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)” 或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。 例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”， 或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
随着电力系统的发展，电力变压器称为了发电厂和变电所等电力系统中的主要设备之 一。电力变压器不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压， 以满足用电的需要。总之，升压与降压都可以由电力变压器来完成。在电力系统传送电能 的过程中，必然会产生电压和功率两部分损耗，在输送同一功率时电压损耗与电压成反比， 功率损耗与电压的平方成反比。利用电力变压器不仅能够提高电压，且可以减少送电损失。
电力变压器包括常规变压器和固态变压器SST等。其中，常规变压器是由绕在同一铁 芯上的两个或两个以上的线圈绕组组成，绕组之间是通过交变磁场而联系着并按电磁感应 原理工作。常规变压器空载运行时，需用较大的无功功率。这些无功功率需要由供电系统 供给。常规变压器的额定容量应根据用电负荷的需要进行选择，不宜过大或过小。固态变 压器SST是一种将电力电子变换技术和基于电磁感应原理的高频电能变换技术相结合，实 现将一种电力特征的电能转变为另一种电力特征的电能(如实现电压的转换和能量的传递) 的静止电气设备。
因常规变压器工作可靠，且结构简单，常规变压器已经成为电网供电系统的重要组成 部分，广泛应用于电网供电系统。常规变压器的主要功能是实现电压等级的变换和电气隔 离。但是，常规变压器体积大，输出电压无法维持稳定，且对电能质量没有改善能力。与 常规电力变压器相比，固态变压器SST体积小，能够维持输出电压的稳定，且能够改善输入侧的功率因数和电流谐波指标。固态变压器SST应用于电力系统后，能够改善电力系统的电能质量，提高电力系统的稳定性，且能够实现灵活的输电方式以及电力市场下对功率潮流的实时控制。因此，固态变压器SST成为了电力系统的主要研究对象之一。
由于固态变压器SST中功率单元包括用于实现功率单元中功率器件的控制和驱动等 功能的控制模块，所以，如何为控制模块供电成为亟需解决的问题。
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种功率单元，如图1所示。参考图1，功率单元(powerunit，PU)可以包括第一辅助电源电路A和第一功率电路PC(power circuit)1。第一功率电路PC1可以包括AC/AC功率主电路和与AC/AC功率主电路耦合的第一控 制模块CM(control module)1。
从图1可以看出，第一辅助电源电路A的输入端与AC/AC功率主电路(可以为AC/AC功率主电路的的母线，图1中未示出)耦合，第一辅助电源电路A的输出端与第一控制模 块CM1耦合；AC/AC功率主电路包括输入端和输出端，AC/AC功率主电路的输入端可以 与电网供电系统(power supply，PS，可以是配电系统或者输电系统)耦合，AC/AC功率 主电路的输出端可以与功率单元中的变压器(即第一变压器T(transformer)1)耦合。
在图1所示的耦合关系的技术上，AC/AC功率主电路可以被配置为：将来自电网供电系统PS的第一电压V1调整为第二电压V2并通过AC/AC功率主电路的输出端输出(可 以输出至第一变压器T1)。
进一步地，第一控制模块CM1可以被配置为：检测AC/AC功率主电路的状态和/或AC/AC功率主电路的信息，并根据AC/AC功率主电路的状态和/或信息驱动AC/AC功率 主电路(可以驱动AC/AC功率主电路中的开关管)。
更进一步地，第一辅助电源电路A可以被配置为：将AC/AC功率主电路的母线的电压Vbus调整成第三电压V3并输出给第一控制模块CM1(即第一辅助电源电路A为第一控 制模块CM1供电)。其中，第三电压V3可以用于指示第一控制模块CM1所需的直流电 压。
需要说明的是，上述AC/AC功率主电路的状态可以是AC/AC功率主电路中开关管(如 三极管或者IGBT)的状态(包括导通和截止)。AC/AC功率主电路的信息可以包括AC/AC功率主电路的输入电压、输入电流、输出电压和/或输出电流。
由于第一电压V1通常为交流电压，即第一功率电路PC1的输入通常为交流电，第一功率电路PC1的输出也为交流电，所以可以将第一功率电路PC1称为交流变换电路。另 外，第一功率电路PC1的输入通常为高压或者中压，所以又可以将第一功率电路PC1称 为高压功率电路或者中压功率电路。
本申请实施例提供的功率单元PU通过第一辅助电源电路A能够为第一功率电路PC1 中的第一控制模块CM1实现可靠供电，提高了第一控制模块CM1的运行可靠性。而且无需设置单独的隔离设备，降低了第一控制模块CM1的供电成本，缩小了功率单元PU的 体积。
在图1的基础上，本申请实施例提供如图2所示的功率单元PU。参考图2，功率单 元PU还可以包括第一变压器T(1和第二功率电路PC2，第二功率电路PC2可以包括交 流AC/DC功率主电路和与AC/DC功率主电路耦合的第二控制模块CM2，AC/DC功率主 电路可以包括输入端和输出端。
可选地，第一变压器T1的输入端与AC/AC功率主电路的输出端耦合，第一变压器T1的输出端与AC/DC功率主电路的输入端耦合。
在图2所示的耦合关系的基础上，第一变压器T1可以被配置为：将第二电压V2调整成第四电压V4输出给AC/DC功率主电路。其中，第四电压V4可以用于指示AC/DC功率 主电路所需的交流电压。
进一步地，AC/DC功率主电路被配置为：将第四电压V4整流成第五电压V5并通过AC/DC功率主电路的输出端输出(可以输出给第二辅助电源电路B)。其中，第五电压 V5可以用于指示AC/DC功率主电路输出的直流电压。
更进一步地，第二控制模块CM2可以被配置为：检测AC/DC功率主电路的状态和/或信息，并基于AC/DC功率主电路的状态和/或信息驱动AC/DC功率主电路。
可选地，上述的第一变压器T1可以为高频变压器，还可以为其他类型的变压器，本申请实施例对此不作限定。
示例性的，上述AC/DC功率主电路的状态可以是AC/DC功率主电路中开关管(如三极管或者IGBT)的状态(包括导通和截止)。AC/DC功率主电路的信息可以包括AC/DC 功率主电路的输入电压、输入电流、输出电压和/或输出电流。
需要说明的是，第一功率电路PC1的电压值(也可以说电压等级)可以高于第二功率 电路PC2的电压值。由于第一功率电路PC1的输入通常为来自电网供电系统PS的交流电，第一功率电路PC1的输出也为交流电，所以可以将第一功率电路PC1称为交流变换电路。 另外，第一功率电路PC1的输入通常为高压(如电压值在35kV以上且在220kV以下的电 压)或者中压(如电压值在1kV以上且在35kV及35kV以下的电压)，所以又可以将第 一功率电路PC1称为高压功率电路或者中压功率电路。
还需要说明的是，由于第一功率电路PC1的输出端(即第一功率电路PC1中AC/AC功率主电路的输出端)与第一变压器T1的输入端(即第一变压器T1的原边线圈)耦合， 第一变压器T1的输出端(即第一变压器T1的副边线圈)与第二功率电路PC2的输入端 (即第二功率电路PC2中AC/DC功率主电路的输入端)耦合，所以可以确定第一变压器 T1是将来自于第一功率电路PC1的高压或者中压变换为低压(如电压值在1kV以下的电 压，也为交流电压)。进而，第二功率电路PC2将第一变压器T1变换得到的低压变换为 直流电压(该直流电压也为低压)。因此，可以将第二功率电路PC2称为低压功率电路。
本申请实施例通过AC/AC功率主电路、第一变压器T1和AC/DC功率主电路实现功率单元输入到输出的变换和传输，同时，通过第一控制模块CM1实现AC/AC功率主电路 中开关管的可靠驱动，并通过第二控制模块CM2实现AC/DC功率主电路中开关管的可靠 驱动，提高了AC/DC功率主电路和AC/AC功率主电路的可靠性。
在一种示例中，图2中的第一控制模块CM1可以进一步如图3所示。参考图3，第 一控制模块CM1可以包括第一检测电路11、第一通信电路12、第一控制电路13和第一 驱动电路14。
可选地，上述的第一检测电路11的输入端可以与AC/AC功率主电路耦合，第一检测电路11的输出端可以与第一控制电路13的输入端耦合，第一控制电路13的输出端可以 与第一驱动电路14的输入端耦合，第一驱动电路14的输出端可以与AC/AC功率主电路 耦合，第一控制电路13还与第一通信电路12耦合，第一通信电路12与第二控制模块CM2 (可以为第二控制模块CM2的第二通信电路22)耦合。
在图3所示的耦合关系的基础上，可以进一步确定：
第一检测电路11可以用于：检测AC/AC功率主电路的状态和/或信息。
进一步地，AC/DC功率主电路的状态可以包括AC/DC功率主电路中功率开关管的状态(包括导通状态和截止状态)，AC/DC功率主电路的信息可以包括AC/DC功率主电路 的电流和电压。
示例性地，可以采用电流互感器采集AC/DC功率主电路的电流(输入电流和输出电流)，可以采用电阻分压电路采集AC/DC功率主电路的电压(输入电压和输出电压)。
第一控制电路13可以用于：将AC/AC功率主电路的状态和/或信息传输给第一通信电路12。
第一通信电路12可以用于：将AC/AC功率主电路的状态和/或信息传输给第二控制模块CM2(可以为第二控制模块CM2的第二通信电路22)，并将来自第二控制模块CM2 (可以为第二控制模块CM2的第二通信电路22)的AC/AC功率主电路的状态和/或信息 传输给第一控制电路13。
需要说明的是，由于第一功率电路PC1包括第一控制模块CM1和AC/AC功率主电 路(参见上文)，第二功率电路PC2包括第二控制模块CM2和AC/DC功率主电路(参 见下文)，所以第一通信电路12可以将AC/AC功率主电路的状态和/或信息传输给第二 控制模块CM2(即第二控制模块CM2的第二通信电路22)，第二通信电路22可以将AC/DC 功率主电路的状态和/或信息传输给第一控制模块CM1(可以为第一控制模块CM1的第一 通信电路12)。
在第一通信电路12将AC/AC功率主电路的状态和/或信息以及来自第二通信电路22 的AC/DC功率主电路的状态和/或信息(也就是AC/DC功率主电路的状态、AC/DC功率 主电路的信息、AC/AC功率主电路的状态和AC/AC功率主电路的信息中的至少一项)传 输给第一控制电路13后，第一控制电路13还可以用于：将AC/DC功率主电路的状态和/ 或信息和AC/AC功率主电路的状态和/或信息进行比例-积分-微分 (proportional-integral-derivative，PID)运算，得到第一控制命令CC(control command) 1，并将第一控制命令CC1发送给第一驱动电路14。
其中，第一控制命令CC1可以为脉冲宽度调制波(pulse width modulation，即PWM波)。PWM波可以包括PWM波的频率和PWM波占空比。
可选地，第一控制电路13可以通过第一检测电路11检测的AC/AC功率主电路的电流和/或电压判断AC/AC功率主电路中开关管的状态。
例如，AC/AC功率主电路的电流如果呈现上升趋势，则第一控制电路13可以确定AC/AC功率主电路中的功率开关管的状态为导通状态；相反，AC/AC功率主电路的电流 如果呈现下降趋势，则第一控制电路13可以确定AC/AC功率主电路中的功率开关管的状 态为截止状态。
进一步地，第一驱动电路14可以用于：基于上述的第一控制命令CC1驱动AC/AC 功率主电路。
可选地，第一驱动电路14可以根据PWM波的频率和PWM波占空比控制功率开关 管的开关时间(或者说是导通时间和截止时间)，实现AC/AC功率主电路的可靠驱动， 且实现了AC/AC功率主电路的电压和电流的调节。
本申请实施例通过第一控制模块CM1不仅可以通过AC/DC功率主电路的状态和/或信息以及AC/AC功率主电路的状态和/或信息实现AC/AC功率主电路的中开关管的驱动， 而且可以将AC/AC功率主电路的状态和/或信息传输给第二控制模块CM2，为第二控制模 块CM2实现AC/DC功率主电路中开关管的可靠驱动提供依据。
在另一示例中，图2中的第二控制模块CM2可以进一步如图4所示。参考图4，第 二控制模块CM2可以包括第二检测电路21、第二通信电路22、第二控制电路23和第二 驱动电路24。
可选地，第二检测电路21的输入端可以与AC/DC功率主电路耦合，第二检测电路21的输出端可以与第二控制电路23的输入端耦合，第二控制电路23的输出端可以与第 二驱动电路24的输入端耦合，第二驱动电路24的输出端可以与AC/DC功率主电路耦合， 第二控制电路23还与第二通信电路22耦合，第二通信电路22与第一控制模块CM1的第 一通信电路11耦合。
在图4所示的耦合关系的基础上，可以进一步确定：
第二检测电路21可以用于：检测AC/DC功率主电路的状态和/或信息。
进一步地，AC/DC功率主电路的状态可以包括AC/DC功率主电路中功率开关管的状态(包括导通状态和截止状态)，AC/DC功率主电路的信息可以包括AC/AC功率主电路 的电流和电压。
示例性地，可以采用电流互感器采集AC/DC功率主电路的电流(输入电流和输出电流)，可以采用电阻分压电路采集AC/DC功率主电路的电压(输入电压和输出电压)。
第二控制电路23可以用于：将AC/DC功率主电路的状态和/或信息传输给第二通信电路SC22。
第二通信电路22可以用于：将AC/DC功率主电路的状态和/或信息传输给第一通信电路12，并将来自第一通信电路12的AC/AC功率主电路的状态和/或信息传输给第二控 制电路23。
在第二通信电路22将AC/DC功率主电路的状态和/或信息以及来自第一通信电路12 的AC/AC功率主电路的状态和/或信息(也就是AC/DC功率主电路的状态、AC/DC功率 主电路的信息、AC/AC功率主电路的状态和AC/AC功率主电路的信息中的至少一项)传 输给第二控制电路23后，第二控制电路23还可以用于：将AC/DC功率主电路的状态和/ 或信息和来自于第一通信电路12的AC/AC功率主电路的状态和/或信息进行PID运算， 得到第二控制命令CC2，并将第二控制命令CC2发送给第二驱动电路24。
与第一控制命令CC1类似，第二控制命令CC2也可以为PWM波。PWM波可以包括 PWM波的频率和PWM波占空比。
可选地，第二控制电路23可以通过第二检测电路21检测的AC/DC功率主电路的电流和/或电压判断AC/DC功率主电路中开关管的状态。
例如，AC/DC功率主电路的电流如果呈现上升趋势，则第二控制电路23可以确定AC/DC功率主电路中的功率开关管的状态为导通状态；相反，AC/DC功率主电路的电流 如果呈现下降趋势，则第二控制电路23可以确定AC/DC功率主电路中的功率开关管的状 态为截止状态。
进一步地，第二驱动电路24可以用于：基于上述的第二控制命令CC2驱动AC/DC 功率主电路。
可选地，第二驱动电路24可以根据PWM波的频率和PWM波占空比控制功率开关 管的开关时间(或者说是导通时间和截止时间)，实现AC/DC功率主电路的可靠驱动， 且实现了AC/DC功率主电路的电压和电流的调节。
本申请通过第二控制模块CM2不仅可以通过AC/DC功率主电路的状态和/或信息以及AC/AC功率主电路的状态和/或信息实现AC/AC功率主电路的中开关管的驱动，而且 可以将AC/DC功率主电路的状态和/或信息传输给第一控制模块CM1，为第一控制模块 CM1实现AC/AC功率主电路中开关管的可靠驱动提供依据。
从图3、图4以及上述介绍可以理解到，第一通信电路11不仅与第一控制电路13耦合，第一通信电路11还可以与第二通信电路22耦合。而且，第二通信电路22不仅与第 二控制电路23耦合，第二通信电路22还可以与第一通信电路11耦合。于是，通过第一 通信电路11和第二通信电路22可以实现第一控制模块CM1和第二控制模块CM2之间的 通信。也就是说，通过第一通信电路11和第二通信电路22可以实现第一功率电路PC1 中AC/AC功率主电路的状态和/或信息以及第二功率电路PC2中AC/DC功率主电路的状 态和/或信息在第一功率电路PC1和第二功率电路PC2之间的传输。
另外，第一控制电路13不仅需要基于来自于第一检测电路11检测的AC/AC功率主电路的状态和/或信息，还需要基于来自于第二检测电路21检测的AC/DC功率主电路的 状态和/或信息，还才能下发第一控制命令CC1给第一驱动电路14。
与第一控制电路13类似，第二控制电路23不仅需要基于来自于第二检测电路21检测的AC/DC功率主电路的状态和/或信息，还需要基于来自于第一检测电路11检测的 AC/AC功率主电路的状态和/或信息，才能下发第二控制命令CC2给第二驱动电路24。
也就是说，第一功率电路PC1需要基于自身内部AC/AC功率主电路中开关管的状态和AC/AC功率主电路的信息(电压和或电流)以及第二功率电路PC2内部AC/DC功率 主电路中开关管的状态和AC/DC功率主电路的信息(电压和或电流)控制自身内部AC/AC 功率主电路中开关管动作。与第一功率电路PC1类似，第二功率电路PC2需要基于自身 内部AC/DC功率主电路中开关管的状态和AC/DC功率主电路的信息(电压和或电流)以 及第一功率电路PC1内部AC/AC功率主电路中开关管的状态和AC/AC功率主电路的信 息(电压和或电流)控制自身内部AC/DC功率主电路中开关管动作。
综合上述的图1至图4，可以得到如图5所示的功率单元PU。当然，图5仅是功率 单元PU的一种示例性结构图，功率单元PU还可以采用其他形式的结构，本申请实施例 对此不作限定。
由于功率单元PU的输入电压通常为三相交流电，所以，在一种可能的实现方式中，参考图6，功率单元PU的三相辅助电源电路(即图6中的PACK A、PACK B和PACK C) 中的每一相(即PACK A、PACK B或PACK C，以PACK A为例)可以包括N个第一辅 助电源电路A(即图6中的第一辅助电源电路A1至第一辅助电源电路AN。图6中的Vbus1至VbusN分别为功率单元PU1至功率单元PUN各自的母线电压，V31至V3N分别为第一辅 助电源电路A1至第一辅助电源电路AN各自的输出电压。
需要说明的是，N可以取1。当N取1时，表明固态变压器SST只包括一个功率单元)。N个第一辅助电源电路A中的每个第一辅助电源电路A的输入端与对应的功率单元(一 个功率单元中的第一功率电路PM1包括一条母线)的母线耦合，N个第一辅助电源电路 A中的每个第一辅助电源电路A的输出端与对应的功率单元的第一控制模块CM1(即图 6中的第一控制模块CM1-1至第一控制模块CM1-N共N个第一控制模块CM1。需要说 明的是，一个功率单元包括一个第一控制模块CM1)耦合。
例如，第一辅助电源电路A1的输入端与功率单元PU1的母线耦合，第一辅助电源电路A1的输出端与功率单元PU1的第一控制模块CM1-1耦合。
还例如，第一辅助电源电路A2的输入端与功率单元PU2的母线耦合，第一辅助电源电路A2的输出端与功率单元PU2的第一控制模块CM1-2耦合。
再例如，第一辅助电源电路AN的输入端与功率单元PUN的母线耦合，第一辅助电源电路A1的输出端与功率单元PUN的第一控制模块CM1-N耦合。
基于图6的耦合关系可以确定，N个第一辅助电源电路A中的第一辅助电源电路A1基于来自于功率单元的母线bus1的母线电压Vbus1为功率单元的第一控制模块CM1-1供电，也就是说第一辅助电源电路A1将母线电压Vbus1调整为第一控制模块CM1-1所需电压(即 图6中的第三电压V31，也可以认为是第一辅助电源电路A1的输出电压)并输出给给第 一控制模块CM1-1，为第一控制模块CM1-1供电。与第一辅助电源电路A1类似，第一 辅助电源电路A2至第一辅助电源电路AN分别将来自于母线bus2至busN的母线电压 Vbus2至VbusN为功率单元的第一控制模块CM1-2至第一控制模块CM1-N供电，也就是说 第一辅助电源电路A2至第一辅助电源电路AN分别将母线电压Vbus2至VbusN调整为第一 控制模块CM1-1至第一控制模块CM1-N所需电压(即图6中的第三电压V32至第三电压 V3N，也可以认为是第一辅助电源电路A2至第一辅助电源电路AN各自的输出电压)并输 出给第一控制模块CM1-1至第一控制模块CM1-N。
可以理解的，由于功率单元的输入电压为中压(交流电)，且功率单元的输出电压为 低压(直流电)，又因为第一辅助电源电路A的输入端与对应的功率单元的母线耦合，所以第一辅助电源电路A可以称之为中压辅助电源电路。又由于第一辅助电源电路A将母 线电压调整为第一控制模块CM1所需电压并提供给第一控制模块CM1，实现第一控制模 块CM1的供电，因此可以也可以将第一控制模块CM1称之为中压控制模块。
另外，如图6所示，PACK A、PACK B和PACK C还分别设有功率板(power board， PB，也可以叫做控制板)。功率板PB上设有第三控制模块CM3(也可以叫做PACK控 制模块，用于实现PACK A、PACK B和PACK C各自的功率主电路(包括AC/DC功率 主电路和AC/AC功率主电路)的检测、控制、驱动和通信等)和风扇fan1(用于为AC/DC 功率主电路和AC/AC功率主电路散热)。
进一步地，第一辅助电源电路A可以包括第一电压变换模块31和第一整流模块32，如图7所示。其中，第一电压变换模块31的输入端与功率单元的母线(图7中的bus)耦 合，第一电压变换模块31的输出端与第一整流模块32的输入端耦合，第一整流模块31 的输出端与第一控制模块CM1耦合。
基于上述耦合关系，可以进一步确定，第一电压变换模块31将来自于母线的母线电 压(交流电压，即图7中的Vbus，可以是Vbus1至VbusN中的任一个)进行变换，得到变换 后的电压。第一整流模块32对来自于第一电压变换模块31的变换后的电压进行整流，得 到第一控制模块CM1所需的直流电压(即图7中的V3，也可以认为是第一辅助电源电路 A的输出电压)，并将第三电压V3提供给第一控制模块CM1。
在一种可能的实现方式中，第一辅助电源电路A可以采用以下两种拓扑结构：
结构一：如图8所示，第二变换模块31包括第三变压器T3(包括原边绕组T31、原 边绕组T32、铁芯和副边绕组T33，原边绕组T31和原边绕组T32通过铁芯与副边绕组 T33耦合)、第六开关管(图8以N型金属-氧化物-半导体晶体管 (negative-metal-oxide-semiconductor，NMOS管)为例，即图8中的NMOS8)和第七开 关管(图8以NMOS管为例，即图8中的NMOS9)。第一整流模块32包括整流管(起 到整流作用，图8以二极管D9为例)和电容C8(起到滤波和储能作用)。
进一步地，参考图8，电容C6和电容C7均为母线电容。电容C6的两端分别与节点 K(节点K还与母线的正极端bus+耦合)和节点L耦合，电容C7的两端分别与节点M(节 点M还与母线的负极端bus-耦合，正极端bus+与负极端bus-之间的电压即为母线电压Vbus， 也可以叫做第一辅助电源电路A的输入电压)和节点L耦合，也就是电容C6和电容C7 通过节点L耦合。原边绕组T31的同名端与节点K耦合，原边绕组T31的异名端与NMOS8 的漏极耦合，NMOS8的源极与节点N耦合(节点N还与节点L耦合)。原边绕组T32 的同名端与节点N耦合，原边绕组T32的异名端与NMOS9的漏极耦合，NMOS9的源极 与节点M耦合。副边绕组T33的异名端与二极管D9的阳极耦合，副边绕组T33的同名 端与节点P耦合。二极管D9的阴极和电容C8的一端均与节点O耦合，电容C8的另一 端与节点P耦合(节点P与节点O之间的电压即为第一辅助电源电路A的输出电压，也 就是第三电压V3)。可以通过图8所示的第一辅助电源电路A得到第三电压V3，第一辅 助电源电路A将第三电压V3提供给第一控制模块CM1(图8中未画出)。
在另一种可能的实现方式中，第一电压变换模块31中的第六开关管和第七开关管分 别也可以为IGBT。
可选地，第六开关管为IGBT时，IGBT的集电极与原边绕组T31的异名端耦合，IGBT的发射极与节点N耦合。
可选地，第七开关管为IGBT时，IGBT的集电极与原边绕组T32的异名端耦合，IGBT的发射极与节点M耦合。
在另一种可能的实现方式中，第一整流模块32中的整流管还可以为场效应管(可以 是结型场效应管或者绝缘栅场效应管，以NMOS管为例)。当整流管为NMOS管时，NMOS 管的源极与副边绕组T33的异名端耦合，NMOS管的漏极与节点O耦合。
结构二：如图9所示，第一电压变换模块31包括第三变压器T3(包括原边绕组T31、原边绕组T32、铁芯和副边绕组T33，原边绕组T31和原边绕组T32通过铁芯与副边绕组 T33耦合)、第六开关管(图9以NMOS管为例，即图9中的NMOS8)和第七开关管(图 9以NMOS管为例，即图9中的NMOS9)。第一整流模块32包括二极管D9、二极管D10、 电感L4和电容C8。
进一步地，参考图9，电容C6和电容C7均为母线电容。电容C6的两端分别与节点 K(节点K还与母线的正极端bus+耦合)和节点L耦合，电容C7的两端分别与节点M(节 点M还与母线的负极端bus-耦合，正极端bus+与负极端bus-之间的电压即为母线电压Vbus， 也可以叫做第一辅助电源电路A的输入电压)和节点L耦合，也就是电容C6和电容C7 通过节点L耦合。原边绕组T31的同名端与节点K耦合，原边绕组T31的异名端与NMOS8 的漏极耦合，NMOS8的源极与节点N耦合(节点N还与节点L耦合)。原边绕组T32 的同名端与节点N耦合，原边绕组T32的异名端与NMOS9的漏极耦合，NMOS9的源极 与节点M耦合。副边绕组T33的异名端与二极管D9的阳极耦合，副边绕组T33的同名 端与节点P耦合。二极管D9的阴极、电感L4的一端和二极管D10的阴极均与节点Q耦 合，电感L4的另一端和电容C8的一端均与节点O耦合，电容C8的另一端和二极管D10 的阳极均与节点P耦合(节点P与节点O之间的电压即为第一辅助电源电路A的输出电 压，也就是第三电压V3)。可以通过图9所示的第一辅助电源电路A得到第三电压V3， 第一辅助电源电路A将第三电压V3提供给第一控制模块CM1(图9中未画出)。
在一种可能的实现方式中，第一电压变换模块31中的第六开关管和第七开关管分别 也可以为IGBT。
可选地，第六开关管为IGBT时，IGBT的集电极与原边绕组T31的异名端耦合，IGBT的发射极与节点N耦合。
可选地，第七开关管为IGBT时，IGBT的集电极与原边绕组T32的异名端耦合，IGBT的发射极与节点M耦合。
需要说明的是，图8和图9仅提供了第一辅助电源电路的两种可能的拓扑结构，当然， 第一电压变换模块31还可以采用其他的拓扑结构，本申请实施例对此不作限定。
本申请实施例通过第一电压变换模块31和第一整流模块32，将功率单元PU的母线电压调整为第一控制模块CM1所需的电压，实现第一控制模块CM1的可靠供电，无需设 置其他单独的隔离设备，降低了第一控制模块CM1的供电成本，由于第一辅助电源电路 A位于功率单元内部，所以同时减小了功率单元PU的体积。
本申请实施例还提供了一种包括图5所示的功率单元的固态变压器SST，如图10所示。图10中的Vin表示固态变压器SST的输入电压(通常为交流电压)，Vout表示固态变 压器SST的输出电压(通常为直流电压)。固态变压器SST可以包括第二辅助电源电路B 和N个功率单元(即图10中的功率单元PU1、功率单元PU2、…、功率单元PUN)。功 率单元PU1、功率单元PU2、…、功率单元PUN的输入端串联，构成固态变压器SST的 输入端。功率单元PU1、功率单元PU2、…、功率单元PUN的输出端并联，构成固态变 压器SST的输出端。
从图10可以看出，第二辅助电源电路B的输入端与每个功率单元PU中的AC/DC功率主电路的输出端耦合，第二辅助电源电路B的输出端与第二控制模块CM2耦合。
需要说明的是，图10中示出了第二辅助电源电路B的输入端与功率单元PU1中的AC/DC功率主电路的输出端耦合，第二辅助电源电路B的输出端与功率单元PU1中的第 二控制模块CM2耦合。第二辅助电源电路B与固态变压器SST中的其他功率单元(即功 率单元PU2至功率单元PUN)的AC/DC功率主电路和第二控制模块CM2耦合关系与图 10中示出的耦合关系同理，本申请实施例在此不做赘述。
在图10和上述耦合关系的基础上，第二辅助电源电路B可以被配置为：将第五电压V5(即AC/DC功率主电路输出的直流电压)调整成第七电压V7并输出给第二控制模块 CM2。其中，第七电压V7可以用于指示第二控制模块CM2所需的直流电压(也可以认为 是第二辅助电源电路B的输出电压)。
本申请实施例通过第二辅助电源电路B实现了第二功率电路PC2中第二控制模块CM2的可靠供电，且集中式结构的第二辅助电源电路B与分布式结构的第一辅助电源电 路A之间实现物理隔离，无需为第一辅助电源电路A和第二辅助电源电路B设置另外的 隔离设备，降低了固态变压器SST的成本，且减小了固态变压器SST的体积。
如图11所示，图10中的AC/AC功率主电路(即图11中的AC/AC功率主电路)可 以包括第三AC/DC变换器、第一DC/AC变换器和第二DC/AC变换器。第一变压器T1 可以包括高频变压器T11和高频变压器T12。图10中的AC/DC功率主电路(即图11中 的AC/DC功率主电路)以包括第一AC/DC变换器和第二AC/DC变换器。
进一步地，第三AC/DC变换器的输入端与电网供电系统PS(体现在图11中的AC+ 和AC-)耦合，第三AC/DC变换器的输出端通过母线(母线上设有母线电容，即图11中 的母线电容C11和母线电容C12)与第一DC/AC变换器的输入端和第二DC/AC变换器的 输入端耦合。第一DC/AC变换器的输出端与高频变压器T11的原边绕组(即图11中高频 变压器T11中靠近第一DC/AC变换器的绕组)耦合，高频变压器T11的副边绕组(即图 11中高频变压器T11中靠近第一AC/DC变换器的绕组)与第一AC/DC变换器的输入端 耦合。类似，第二DC/AC变换器的输出端与高频变压器T12的原边绕组(图11中高频变 压器T12中靠近第二DC/AC变换器的绕组)耦合，高频变压器T12的副边绕组(图11 中高频变压器T12中靠近第二AC/DC变换器的绕组)与第二AC/DC变换器的输入端耦合。
需要说明的是，图11中的正直流端DC11+和负极直流端DC11-为功率单元PU1中第一个AC/DC变换器(即第一AC/DC变换器)的输出端，正直流端DC12+和负极直流端 DC12-为功率单元PU1中第二个AC/DC变换器(即第二AC/DC变换器)的输出端。正直 流端DC21+和负极直流端DC21-为功率单元PU2中第一个AC/DC变换器的输出端，正直 流端DC22+和负极直流端DC22-为功率单元PU2中第二个AC/DC变换器的输出端。正直 流端DCN1+和负极直流端DCN1-为功率单元PUN中第一个AC/DC变换器的输出端，正 直流端DCN2+和负极直流端DCN2-为功率单元PUN中第二个AC/DC变换器的输出端。 由于N个功率单元的输出端是并联的，所以功率单元PU1至功率单元PUN各自的第一个 AC/DC变换器的正极直流端(即正极直流端DC11+至正极直流端DCN1+)耦合，功率单 元PU1至功率单元PUN各自的第一个AC/DC变换器的负极直流端(即负极直流端DC11- 至负极直流端DCN1-)耦合。而且功率单元PU1至功率单元PUN各自的第二个AC/DC 变换器的正极直流端(即正极直流端DC12+至正极直流端DCN2+)耦合，功率单元PU1 至功率单元PUN各自的第二个AC/DC变换器的负极直流端(即负极直流端DC12-至负极 直流端DCN2-)耦合。同时，形成了固态变压器SST的多个输出端(如图11中的正极直 流端DC1+、负极直流端DC1-、正极直流端DC2+、负极直流端DC2-)。
从图10和图11可以看出，本申请实施例通过第一辅助电源电路A为第一控制模块CM1供电，并通过第二辅助电源电路B为第二控制模块CM2供电，第一辅助电源电路A 位于功率单元PU内部，第一辅助电源电路A与第二辅助电源电路B之间实现物理隔离， 降低了固态变压器中第一控制模块CM1和第二控制模块CM2的供电成本。
在一种可能的实现方式中，如图12所示，第二辅助电源电路B可以包括第二变压器T2和第一辅助电源模块SSPM(subsidiary power supply module)1。
从图12可以看出，第二变压器T2的输入端与电网供电系统PS耦合，第二变压器T2的输出端与第一辅助电源模块SSPM1的输入端耦合，第一辅助电源模块SSPM1的输入端 还与功率单元的AC/DC功率主电路的输出端耦合。第一辅助电源模块SSPM1的输出端与 功率单元的第二控制模块CM2耦合。
基于上述耦合关系，可以进一步确定，第二变压器T2可以被配置为：将来自电网供电系统PS的第一电压V1调整为第八电压V8(即第一辅助电源模块SSPM1所需的交流电 压，第八电压V8为交流电压，可以取144V～264V)输出给一辅助电源模块SSPM1。需 要说明的是，第一电压V1的电压值大于第八电压V8的电压值。也就是说，第二变压器 T2起到了降压的作用，即通过第二变压器T2可以将来自电网供电系统的第一电压V1降 为第二电压V8。
还可以确定，第一辅助电源模块SSPM1可以被配置为：将第八电压V8和来自AC/DC功率主电路的第五电压V5调整成第七电压V7输出给第二控制模块CM2(即第一辅助电 源模块SSPM1为第一第二控制模块CM2供电)。
上述的第二变压器T2可以为工频变压器，还可以为其他类型的变压器，本申请实施 例对此不作限定。
本申请实施例通过第二变压器T2和第一辅助电源模块SSPM1实现第二控制模块CM2的可靠供电，进而实现AC/DC功率主电路中开关管的可靠驱动，提高了功率单元PU 的可靠性，进一步提高了固态变压器SST的运行稳定性。
在一种可能的实现方式中，功率单元PU可以设置为功率单元中散热的风扇。在此基 础上，第二辅助电源电路B还可以包括至少一个第二辅助电源模块SSPM2(图13以第二辅助电源电路B包括两个第二辅助电源模块SSPM2(即第二辅助电源模块SSPM21和第 二辅助电源模块SSPM22)为例进行说明)，如图13所示。
从图13可以看出，第二辅助电源模块SSPM2中的每一个第二辅助电源模块的输入端 与AC/DC功率主电路的输出端耦合，每一个第二辅助电源模块的输出端与风扇fan耦合。
也就是说，第二辅助电源模块SSPM21的输入端和第二辅助电源模块SSPM22的输入端分别与AC/DC功率主电路的输出端耦合，第二辅助电源模块SSPM21的输出端和第二 辅助电源模块SSPM22的输出端与风扇fan耦合。
在图13和上述耦合关系的基础上，第二辅助电源模块SSPM2中的每一个第二辅助电 源模块可以被配置为：将第五电压V5调整为第九电压V9(即风扇fan所需的电压，也可 以认为是第二辅助电源模块SSPM2中的每一个第二辅助电源模块的输出电压)输出给风 扇fan(可以包括图6和图13中的风扇fan1和固态变压器SST的风扇fan2(由于固态变 压器SST散热是从固态变压器SST顶部设置的风扇实现散热的，所以风扇fan2可以叫做 固态变压器SST的顶出风风扇))。
也就是说，第二辅助电源模块SSPM21可以将将第五电压V5调整为第九电压V9输出给风扇fan，与第二辅助电源模块SSPM21类似，第二辅助电源模块SSPM22也可以将将 第五电压V5调整为第九电压V9输出给风扇fan。
本申请实施例中的至少一个第二辅助电源模块SSPM2能够将AC/DC功率主电路的输 出电压调整为风扇fan所需电压，即通过实现风扇fan的供电，使风扇fan能够稳定的为功率单元PU散热。
另外，第二辅助电源模块SSPM2中的每一个第二辅助电源模块(如第二辅助电源模块SSPM21和第二辅助电源模块SSPM22)还需要为图6所示的PACK A中的第三控制模 块CM3供电。
由于固态变压器SST的输出电压存在如400V和800V等多种电压值，因此本申请实施例提供的第二辅助电源电路B能够通过多个(如两个)第二辅助电源模块SSPM2实现 第二辅助电源电路B的输入电压与固态变压器SST的输出电压的匹配，第二辅助电源电 路B能够根据固态变压器SST输出电压的不同可靠的为功率单元PU进行辅助供电(即第 二辅助电源电路B能够根据功率单元PU的输出电压的不同为第二控制模块CM2供电)， 进而提高了固态变压器SST的稳定性。同时，第二辅助电源电路B中的至少一个第二辅 助电源模块SSPM2能够将AC/DC功率主电路的输出电压调整为风扇fan所需电压，即通 过实现风扇fan的供电，使风扇fan能够稳定的为功率单元PU散热。
需要说明的是，由于第二辅助电源模块中第二辅助电源模块的数量可以与AC/DC功 率主电路中AC/DC变换器的数量相等，下面以AC/DC功率主电路包括一个AC/DC变换 器且第二辅助电源电路B包括一个第二辅助电源模块为例，详细介绍AC/DC功率主电路 与第二辅助电源电路B的耦合关系。
如图14所示，第二变压器T2的输入端与电网供电系统PS耦合，第二变压器T2的 输出端与第一辅助电源模块SSPM1的输入端耦合。于是，第二变压器T2可以用于：将来 自电网供电系统PS的第一电压V1调整为第八电压V8并输给给第一辅助电源模块SSPM1。 本申请实施例中，第二变压器T2中本体的体积小于305mm*475mm*190mm。第二变压器 T2的原边线圈与副边线圈之间通过灌环氧树脂固封实现绝缘。
第二变压器T2从电网供电系统PS获取一路线电压(即第一电压V1)，输出电压(即第八电压V8)只提供给第一辅助电源模块SSPM1。第二变压器T2的功率和体积均较小， 成本低，能够提高固态变压器SST的可靠性。
参考图14，第一辅助电源模块SSPM1的输入端与和第二变压器T2的输出端、AC/DC功率主电路中第一AC/DC变换器的正极直流端DC11+以及AC/DC功率主电路中第一 AC/DC变换器的负极直流端DC11-耦合，第一辅助电源模块SSPM1的输出端与第二控制 模块CM2耦合。
于是，可以进一步确定，第一辅助电源模块SSPM1用于从第二变压器T2获取第八电压V8，从第一AC/DC变换器的正极直流端DC11+获取直流电压VDC11+和直流电压VDC11-。 在第一辅助电源模块SSPM1获取到第二电压V2、直流电压VDC11+和直流电压VDC11-的基 础上，第一辅助电源模块SSPM1可以将调整为第七电压V7(即第一辅助电源模块SSPM1 的输出电压)。第一辅助电源模块SSPM1的输出端与第二控制模块CM2耦合，将第七电 压V7提供给第二控制模块CM2。
继续参考图14，第二辅助电源模块SSPM21的输入端与第一AC/DC变换器的正极直流端DC11+以及第一AC/DC变换器的负极直流端DC11-耦合，第二辅助电源模块SSPM21 的输出端与风扇fan耦合。与第二辅助电源模块SSPM21类似，第二辅助电源模块SSPM22 的输入端与第二AC/DC变换器的正极直流端DC12+以及第二AC/DC变换器的负极直流 端DC12-耦合，第二辅助电源模块SSPM22的输出端与风扇fan耦合。
于是，可以进一步确定，第二辅助电源模块SSPM21用于从第一AC/DC变换器的正极直流端DC11+获取来自第一AC/DC变换器的直流电压VDC11+，并从第一AC/DC变换 器的负极直流端DC11-获取来自第一AC/DC变换器的直流电压VDC11-。在第二辅助电源 模块SSPM21获取到直流电压VDC11+和直流电压VDC11-的基础上，第二辅助电源模块 SSPM21可以将直流电压VDC11+和直流电压VDC11-调整为第九电压V9并输出给风扇fan。 与第二辅助电源模块SSPM21类似，第二辅助电源模块SSPM22用于从第二AC/DC变换 器的正极直流端DC12+获取来自第二AC/DC变换器的直流电压VDC12+，并从第二AC/DC 变换器的负极直流端DC12-获取来自第二AC/DC变换器的直流电压VDC12-。在第二辅助 电源模块SSPM22获取到直流电压VDC12+和直流电压VDC12-的基础上，第二辅助电源模块 SSPM22可以将直流电压VDC12+和直流电压VDC12-调整为第九电压V9并输出给风扇fan。
需要说明的是，由于功率单元的输入电压可以为中压(交流电)，且功率单元的输出 电压可以为低压(直流电)，又因为第一辅助电源模块SSPM1和第二辅助电源模块SSPM2各自的输入端可以与对应的功率单元的输出端耦合，所以可以将第一辅助电源模块SSPM1和第二辅助电源模块SSPM2称之为低压辅助电源模块。
在一种示例中，图13和图14中第二变压器T2的输出功率较小，第二辅助电源模块SSPM2的输出功率较大。第二变压器T2的输出功率可以大于第一辅助电源模块SSPM1 的输出功率，而且第一辅助电源模块SSPM1的输出功率可以小于第二辅助电源模块 SSPM2的输出功率。例如，第一辅助电源模块SSPM1的输出功率可以为200W，第二变 压器T2的输出功率可以为500W，第二辅助电源模块SSPM2的输出功率可以为500W或 者600W等。
在另一种示例中，图14中第一辅助电源模块SSPM1的输入电压(可以为图14中的V8、VDC11+和VDC11-)可以为114V～840V。第二辅助电源模块SSPM21的输入电压(可 以为图14中的VDC11+和VDC11-)可以为400V。第二辅助电源模块SSPM22的输入电压(可 以为图14中的VDC12+和VDC12-)可以为400V。
需要说明的是，如果将图14中的正极直流端DC11+和正极直流端DC12+连接，并将负极直流端DC11-和负极直流端DC12-连接，其他连接关系不变，即可实现第二辅助电源 电路B的输入电压为800V。
因此，本申请实施例中的第二辅助电源电路能够兼容400V和800V双输出的固态变压器SST，无需单独设计400V或者800V的辅助电源电路。本申请实施例中的第二辅助 电源电路的输入电压可以为多种电压等级(如400V和800V)，且拓扑结构简单，且成本 低，进而降低固态变压器SST的成本。另外，本申请实施例中第二的辅助电源电路的输入 电源不依赖电池或者市电等场景之外的配置，在电池或者市电等场景下能够正常工作。
由于固态变压器的输出电压存在400V和800V两种电压，因此本申请实施例中的第二辅助电源电路能够通过图14中的第二辅助电源模块SSPM21和第二辅助电源模块 SSPM22实现第二辅助电源电路的输入电压与固态变压器SST的输出电压的匹配，第二辅 助电源电路能够根据固态变压器SST输出电压的不同可靠的为固态变压器SST(也可以说 是功率单元PU)进行辅助供电，进而提高了固态变压器SST(或者说是功率单元PU)的 稳定性。
需要说明的是，当第二辅助电源电路输入建立而功率单元的输出尚未建立时，第二辅 助电源电路中的所有第二辅助电源模块工作，第一辅助电源电路中的第一辅助电源模块工 作，第一辅助电源电路中的所有第二辅助电源模块不工作。当第二辅助电源电路输入建立 而功率单元的输出也已建立时，所有辅助电源模块(即第一辅助电源模块、所有第二辅助 电源模块)均工作。此时，第一辅助电源模块由功率单元的输出供电。
在多个固态变压器构成的变压系统中，其中一个固态变压器中的第一辅助电源模块 SSPM1可以与其他固态变压器中的第一辅助电源模块互为冗余(也可以说是互为备份)。当变压系统中只包括单一固态变压器SST(该固态变压器SST包括两个第二辅助电源模块)时，任一第二辅助电源模块故障不会导致第一辅助电源电路关机，且故障的第二辅助电源模块可以实现快速更换，提高了功率单元的稳定性，进而实现了固态变压器SST的可靠运行。当变压系统包括两个以上固态变压器SST时，任意第二辅助电源模块更换不会导致变压系统关机。且第一辅助电源电路中的第一辅助电源模块和第二辅助电源模块分别设有热插拔接口，支持热插拔。本申请实施例提供的第一辅助电源电路能够有效提高变压系统的稳定性和维护速度。
如图15所示，第一辅助电源模块SSPM1可以包括第二整流模块41、防倒灌模块42、第二电压变换模块43和第三整流模块44。
从图15可以看出，防倒灌模块42的输入端可以与AC/DC功率主电路(可以是AC/DC功率主电路中的AC/DC变换器)的输出端耦合，防倒灌模块42的输出端可以与第二整流 模块41的输入端耦合，第二整流模块41的输入端还可以与第二变压器T2耦合，第二整 流模块42的输出端可以与第二电压变换模块43的输入端耦合，第二电压变换模块43的 输出端可以与第三整流模块44的输入端耦合，第三整流模块44的输出端可以与第二控制 模块CM2耦合(可以为第三整流模块44的输出端与第二控制模块CM2的第二检测电路 21耦合)。
在图15和上述耦合关系的基础上，可以进一步确定：
第二整流模块41可以被配置为：将第五电压V5(即来自于AC/DC功率主电路中 AC/DC变换器的交流电)和第八电压V8(即第二变压器T2的输出电压)变换为十一电压 V11(即第二整流模块41输出的直流电压)并输出给第二电压变换模块42。
可选地，防倒灌模块42可以被配置为：阻止来自于第二整流模块41的第十一电压V11倒灌至AC/DC功率主电路(可以是AC/DC功率主电路中的AC/DC变换器)。
可选地，第二电压变换模块43可以被配置为：将第十一电压V11进行斩波处理，并进行电压等级(即电压值)的变换(如将十一电压V11进行降压)，得到第十二电压V12 (即第二电压变换模块43输出的交流电压)，并将第十二电压V12输出给第三整流模块 44。
可选地，第三整流模块44可以被配置为：将第十二电压V12进行整流，得到第七电压V7(即第三整流模块44输出的直流电压，也是第二控制模块CM2所需的直流电压)， 并将第七电压V7提供给第二控制模块CM2。
进一步地，第二整流模块41的输入端通过防倒灌模块42与AC/DC功率主电路中AC/DC变换器的输出端(这里以AC/DC功率主电路中包括两个AC/DC变换器(即图14 中的第一AC/DC变换器和第二AC/DC变换器)为例，AC/DC变换器的输出端体现在图 16中第一AC/DC变换器的正极直流端DC11+和第二AC/DC变换器的负极直流端DC12-) 耦合，同时，第二整流模块41的输入端与第二辅助电源电路B中第二变压器T的输出端 (图16中未画出第二变压器T2，第二变压器T2的输出端为图16的第二整流模块41的 交流端AC1(可以为AC+或AC-)和交流端AC2(与AC1对应，可以为AC-或AC+)) 耦合。第二整流模块41的输出端通过第二电压变换模块43与第三整流模块44的输入端 耦合，第三整流模块44的输出端与第二控制模块CM2耦合。
在一种可能的实现方式中，上述的第一辅助电源模块SSPM1可以有以下两种拓扑结 构：
结构一：如图16所示，防倒灌模块42可以包括第一开关管(起到防倒灌作用，图 16以二极管D5为例)。第二整流模块41可以包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、 二极管D4和电容C1(电容C1起到整流、滤波和储能的作用)。第二电压变换模块43 可以包括第四变压器T4和第二开关管(图16以NMOS管为例，即图16的NMOS2)， 其中，第四变压器T4包括原边绕组T41和副边绕组T42(需要说明的是，第四变压器T4 还包括铁芯，原边绕组T41通过铁芯与副边绕组T42耦合)。第三整流模块44可以包括 整流管(起到整流作用，图18以二极管D6为例)和电容C2(起到滤波和阻容作用)。
进一步地，参考图16，二极管D5的阳极与正极直流端DC11+耦合，二极管D5的阴 极与节点A耦合。二极管D1与二极管D2串联后，一端与节点A耦合，另一端与节点B 耦合，节点B与负极直流端DC12-耦合。另外，二极管D1与二极管D2的连接点(图16 中的节点C)与交流端AC1耦合。二极管D3与二极管D4串联后，一端与节点A耦合， 另一端与节点B耦合。另外，二极管D3与二极管D4的连接点(图16中的节点D)与交 流端AC2耦合。电容C1两端分别与节点A和节点B耦合。此处也可以说二极管D1与二 极管D2串联且二极管D3与二极管D4串联后，与电容C1并联。原边绕组T31的同名端 与节点A耦合，原边绕组T41的异名端耦合NMOS1的漏极。NMOS1的源极与节点B耦 合。二极管D6的阳极与副边绕组T42的异名端耦合，二极管D6的阴极与节点E耦合， 副边绕组T32的同名端与节点F耦合，电容C2的两端分别与节点E和节点F耦合。可以 通过图16所示的第一辅助电源模块SSPM1得到第七电压V7，第一辅助电源模块SSPM1 将第七电压V7提供给第二控制模块CM2(图16中未画出)。
需要说明的是，由于图16中原边绕组T41的同名端与节点A耦合，原边绕组T41的异名端通过NMOS2与节点B耦合，且副边绕组T42的异名端通过二极管D6与节点E耦 合，副边绕组T42的同名端与节点F耦合，所以图16所示的第一辅助电源模块SSPM1 为反激式拓扑结构。
在一种可能的实现方式中，防倒灌模块42中的第一开关管也可以为三极管或者场效 应管(可以是结型场效应管或者绝缘栅场效应管，以NMOS管为例)。
可选地，第一开关管为三极管时，三极管的集电极与正极直流端DC11+耦合，三极管 的发射级与节点A耦合。
可选地，第一开关管为NMOS管(可以理解为将图16中的二极管D5替换为NMOS 管)时，NMOS管的源极与正极直流端DC11+耦合，NMOS管的漏极与节点A耦合。需 要说明的是，NMOS管的体二极管的阳极朝向正极直流端DC11+，NMOS管的体二极管 的阴极朝向节点A。
在另一种可能的实现方式中，第二电压变换模块43中第二开关管也可以为IGBT。此 处，可以理解为将图16中的NMOS1替换为IGBT。当第二开关管为IGBT时，IGBT的 集电极与原边绕组T41的异名端耦合，IGBT的发射极与节点B耦合。
在再一种可能的实现方式中，第三整流模块44中的整流管可以为场效应管(可以是 结型场效应管或者绝缘栅场效应管，以NMOS管为例)。当整流管为NMOS管时，NMOS 管的源极与副边绕组T42的异名端耦合，NMOS管的漏极与节点E耦合。
结构二：如图17所示，防倒灌模块42可以包括第一开关管(起到防倒灌作用，图 17以二极管D5为例)。第二整流模块41可以包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、 二极管D4和电容C1(电容C1起到整流、滤波和阻容的作用)。第二电压变换模块43 可以包括第四变压器T4和第二开关管(图17以NMOS管为例，即图19的NMOS1)， 其中第四变压器T4包括原边绕组T41和副边绕组T42(需要说明的是，第四变压器T4 还包括铁芯，原边绕组T41通过铁芯与副边绕组T42耦合)。第三整流模块44可以包括 二极管D6、二极管D7、电感L1和电容C2。
进一步地，参考图17，二极管D5的阳极与正极直流端DC11+耦合，二极管D5的阴 极与节点A耦合。二极管D1与二极管D2串联后，一端与节点A耦合，另一端与节点B 耦合，节点B与负极直流端DC12-耦合。另外，二极管D1与二极管D2的连接点(图17 中的节点C)与交流端AC1耦合。二极管D3与二极管D4串联后，一端与节点A耦合， 另一端与节点B耦合。另外，二极管D3与二极管D4的连接点(图17中的节点D)与交 流端AC2耦合。电容C1两端分别与节点A和节点B耦合。此处也可以说二极管D1与二 极管D2串联且二极管D3与二极管D4串联后，与电容C1并联。原边绕组T41的同名端 与节点A耦合，原边绕组T41的异名端耦合NMOS1的漏极，NMOS1的源极与节点B耦 合。二极管D6的阳极与副边绕组T32的同名端耦合，二极管D6的阴极与节点E耦合， 副边绕组T32的异名端与节点F耦合。二极管D7的阳极与节点F耦合，二极管D7的阴 极与节点E耦合。电感L1的两端分别与节点E和节点G耦合。电容C2的两端分别与节 点G和节点F耦合。可以通过图17所示的第一辅助电源模块SSPM1得到第七电压V7， 第一辅助电源模块SSPM1将第七电压V7提供给第二控制模块CM2(图17中未画出)。
需要说明的是，由于图17中原边绕组T41的同名端与节点A耦合，原边绕组T41的异名端通过NMOS2与节点B耦合，且副边绕组T42的同名端通过二极管D6与节点E耦 合，副边绕组T42的异名端与节点F耦合，所以图17所示的第一辅助电源模块SSPM1 为正激式拓扑结构。
在一种可能的实现方式中，防倒灌模块42中的第一开关管也可以为三极管或者场效 应管(可以是结型场效应管或者绝缘栅场效应管，以NMOS管为例)。
可选地，第一开关管为三极管时，三极管的集电极与正极直流端DC11+耦合，三极管 的发射级与节点A耦合。
可选地，第一开关管为NMOS管(可以理解为将图17中的二极管D5替换为NMOS 管)时，NMOS管的源极与正极直流端DC11+耦合，NMOS管的漏极与节点A耦合。需 要说明的是，NMOS管的体二极管的阳极朝向正极直流端DC11+，NMOS管的体二极管 的阴极朝向节点A。
在另一种可能的实现方式中，第二电压变换模块43中第二开关管也可以为IGBT。此 处，可以理解为将图17中的NMOS1替换为IGBT。当第二开关管为IGBT时，IGBT的 集电极与原边绕组T41的异名端耦合，IGBT的发射极与节点B耦合。
需要说明的是，图16和图17中二极管D1的阳极和二极管D2的阴极均与节点C耦合，二极管D3的阳极和二极管D4的阴极均与节点D耦合，二极管D1的阴极和二极管 D3的阴极均与节点A耦合，二极管D2的阳极和二极管D4的阳极均与节点B耦合。
还需要说明的是，图16和图17仅给出了第一辅助电源模块SSPM1两种可能的拓扑结构，当然，第一辅助电源模块SSPM1还可以采用其他的拓扑结构，本申请实施例对此 不作限定。
如图18所示，第二辅助电源模块SSPM2(可以是第二辅助电源模块SSPM21或者第二辅助电源模块SSPM22，也就是说，当第二辅助电源电路B包括第二辅助电源模块 SSPM21和第二辅助电源模块SSPM22共两个第二辅助电源模块时，第二辅助电源模块 SSPM21和第二辅助电源模块SSPM22均可采用图18所示的结构)可以包括功率因数校 正模块51和谐振模块52。
进一步地，功率因数校正模块51的输入端与AC/DC功率主电路(可以为AC/DC功 率主电路中的AC/DC变换器)的输出端耦合，功率因数校正模块51的输出端与谐振模块 52的输入端耦合，谐振模块52的输出端与风扇fan耦合。
需要说明的是，由于第二辅助电源模块SSPM21和第二辅助电源模块SSPM22均可采用图18所示的结构，所以AC/DC变换器的输出端可以是与第二辅助电源模块SSPM21耦 合的第一AC/DC变换器的正极输出端DC11+和负极输出端DC11-，还可以是与第二辅助 电源模块SSPM22耦合的第二AC/DC变换器的正极输出端DC12+和负极输出端DC12-。
在一种可能的实现方式中，第一辅助电源模块SSPM2可以采用以下两种拓扑结构：
结构一：如图19所示，功率因数校正模块51包括二极管D1、二极管D2、二极管 D3、二极管D4、电容C1、电感L2、二极管D8、第三开关管(图19以NMOS管为例， 即图19的NMOS3)和电容C3(起到整流作用)。谐振模块52包括第四开关管(图19 以NMOS管为例，即图19的NMOS4)、第五开关管(图19以NMOS管为例，即图19 的NMOS5)、电感L3、电容C4、电容C5、第五变压器T5(起到降压作用，包括原边绕 组T51、铁芯、副边绕组T52和副边绕组T53，原边绕组T51通过铁芯与副边绕组T52和 副边绕组T53耦合)、第一整流管(图19以NMOS管为例，即图19的NMOS6)和第二 整流管(图19以NMOS管为例，即图19的NMOS7)。
进一步地，参考图19，功率因数校正模块51中，二极管D1与二极管D2串联后，一 端与节点A耦合，另一端与节点B耦合。另外，二极管D1与二极管D2的连接点(图19 中的节点C)与正极直流端DC11+(或者正极直流端DC12+)耦合。二极管D3与二极管 D4串联后，一端与节点A耦合，另一端与节点B耦合。另外，二极管D3与二极管D4 的连接点(图19中的节点D)与负极直流端DC11-(或者负极直流端DC12-)耦合。电 容C1两端分别与节点A和节点B耦合。此处也可以说二极管D1与二极管D2串联且二 极管D3与二极管D4串联后，与电容C1并联。电感L2的两端分别与节点A和节点G耦 合。NMOS3的源极和电容C3的一端均与节点B耦合，NMOS3的漏极与节点G耦合， 电容C3的另一端和二极管D8的阴极均与节点H耦合，二极管D8的阳极与节点G耦合。
更进一步，继续参考图19，谐振模块52中，NMOS4的漏极和电容C4的一端均与节 点H耦合，NMOS4的源极、电感L3的一端和NMOS5的漏极均与节点I耦合，电容C4 的另一端和电容C5的一端均与节点J耦合，电容C5的另一端和NMOS5的源极均与节点 B耦合。原边绕组T51的同名端与电感L3的另一端耦合，原边绕组T51的异名端与节点 J耦合。副边绕组T52的同名端与NMOS6的漏极耦合，副边绕组T52的异名端与副边绕 组T53的同名端耦合，且均与节点E耦合。副边绕组T53的异同名端与NMOS7的漏极耦 合，NMOS6的源极和NMOS7的源极与节点F耦合。可以通过图19所示的第二辅助电源 模块SSPM2得到第九电压V9，第二辅助电源模块SSPM2将第九电压V9提供给风扇fan (图19中未画出)。
在一种可能的实现方式中，功率因数校正模块51中的第三开关管、第四开关管和第 五开关管分别也可以为IGBT。
可选地，第三开关管为IGBT时，IGBT的集电极与节点G耦合，IGBT的发射级与节 点B耦合。
可选地，第四开关管为IGBT时，IGBT的集电极与节点H耦合，IGBT的发射级与节 点I耦合。
可选地，第五开关管为IGBT时，IGBT的集电极与节点I耦合，IGBT的发射级与节 点B耦合。
在另一种可能的实现方式中，谐振模块52中的第一整流管和第二整流管分别也可以 为二极管。
可选地，第一整流管为二极管时，二极管的阳极与节点F耦合，二极管的阴极与副边 绕组T52的同名端耦合。
可选地，第二整流管为二极管时，二极管的阳极与节点F耦合，二极管的阴极与副边 绕组T53的异名端耦合。
结构二：如图20所示，功率因数校正模块51包括二极管D1、二极管D2、二极管 D3、二极管D4、电容C1、电感L2、二极管D8、第三开关管(图20以NMOS管为例， 即图20的NMOS3)和电容C3(起到整流作用)。谐振模块52包括第四开关管(图20 以NMOS管为例，即图20的NMOS4)、第五开关管(图20以NMOS管为例，即图20 的NMOS5)、电感L3、电容C5、第五变压器T5(起到降压作用，包括原边绕组T51、 铁芯、副边绕组T52和副边绕组T53，原边绕组T221通过铁芯与副边绕组T52和副边绕 组T53耦合)、第一整流管(图20以NMOS管为例，即图20的NMOS6)和第二整流管 (图20以NMOS管为例，即图20的NMOS7)。
进一步地，参考图20，功率因数校正模块51中，二极管D1与二极管D2串联后，一 端与节点A耦合，另一端与节点B耦合。另外，二极管D1与二极管D2的连接点(图20 中的节点C)与正极直流端DC11+(或者正极直流端DC12+)耦合。二极管D3与二极管 D4串联后，一端与节点A耦合，另一端与节点B耦合。另外，二极管D3与二极管D4 的连接点(图20中的节点D)与负极直流端DC11-(或者负极直流端DC12-)耦合。电 容C1两端分别与节点A和节点B耦合。此处也可以说二极管D1与二极管D2串联且二 极管D3与二极管D4串联后，与电容C1并联。电感L2的两端分别与节点A和节点G耦 合。NMOS3的源极和电容C3的一端均与节点B耦合，NMOS3的漏极与节点G耦合， 电容C3的另一端和二极管D8的阴极均与节点H耦合，二极管D8的阳极与节点G耦合。
更进一步，继续参考图20，谐振模块52中，NMOS4的漏极与节点H耦合，NMOS4 的源极、电感L3的一端和NMOS5的漏极均与节点I耦合，NMOS5的源极与节点B耦合。 原边绕组T41的同名端与电感L3的另一端耦合，原边绕组T51的异名端通过电容C5与 节点B耦合。副边绕组T52的同名端与NMOS6的漏极耦合，副边绕组T52的异名端与 副边绕组T53的同名端耦合，且均与节点E耦合。副边绕组T53的异同名端与NMOS7 的漏极耦合，NMOS6的源极和NMOS7的源极与节点F耦合。可以通过图20所示的第二 辅助电源模块SSPM2得到第九电压V9，第二辅助电源模块SSPM2将第九电压V9提供给 风扇fan(图20中未画出)。
在一种可能的实现方式中，功率因数校正模块51中的第三开关管、第四开关管和第 五开关管分别也可以为IGBT。
可选地，第三开关管为IGBT时，IGBT的集电极与节点G耦合，IGBT的发射级与节 点B耦合。
可选地，第四开关管为IGBT时，IGBT的集电极与节点H耦合，IGBT的发射级与节 点I耦合。
可选地，第五开关管为IGBT时，IGBT的集电极与节点I耦合，IGBT的发射级与节 点B耦合。
在另一种可能的实现方式中，谐振模块52中的第一整流管和第二整流管分别也可以 为二极管。
可选地，第一整流管为二极管时，二极管的阳极与节点F耦合，二极管的阴极与副边 绕组T52的同名端耦合。
可选地，第二整流管为二极管时，二极管的阳极与节点F耦合，二极管的阴极与副边 绕组T53的异名端耦合。
需要说明的是，图19和图20中二极管D1的阳极和二极管D2的阴极均与节点C耦合，二极管D3的阳极和二极管D4的阴极均与节点D耦合，二极管D1的阴极和二极管 D3的阴极均与节点A耦合，二极管D2的阳极和二极管D4的阳极均与节点B耦合。
还需要说明的是，图19和图20仅给出了第二辅助电源模块SSPM21和第二辅助电源模块SSPM22两种可能的拓扑结构，当然，第二辅助电源模块SSPM21和第二辅助电源模 块SSPM22还可以采用其他的拓扑结构，本申请实施例对此不作限定。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的 先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程 构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及 算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以 硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可 以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本 申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装 置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通 过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显 示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的 部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络 单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各 个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储 在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现 有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机 软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计 算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而 前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、随 机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代 码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟 悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖 在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种功率单元，其特征在于，包括第一辅助电源电路和第一功率电路，所述第一功率电路包括交流/交流功率主电路和与所述交流/交流功率主电路耦合的第一控制模块；
所述第一辅助电源电路的输入端与所述交流/交流功率主电路的母线耦合，所述第一辅助电源电路的输出端与所述第一控制模块耦合；所述交流/交流功率主电路包括输入端和输出端，所述交流/交流功率主电路的输入端与电网供电系统耦合；
所述交流/交流功率主电路被配置为：将来自所述电网供电系统的第一电压调整为第二电压并通过所述交流/交流功率主电路的输出端输出；
所述第一控制模块被配置为：检测所述交流/交流功率主电路的状态和/或信息，并根据所述交流/交流功率主电路的状态和/或信息驱动所述交流/交流功率主电路；
所述第一辅助电源电路被配置为：将所述交流/交流功率主电路的母线的电压调整成第三电压并输出给所述第一控制模块，所述第三电压用于指示所述第一控制模块所需的直流电压。
2.根据权利要求1所述的功率单元，其特征在于，所述功率单元还包括第一变压器和第二功率电路，所述第二功率电路包括交流/直流功率主电路和与所述交流/直流功率主电路耦合的第二控制模块，所述交流/直流功率主电路包括输入端和输出端；
所述第一变压器的输入端与所述交流/交流功率主电路的输出端耦合，所述第一变压器的输出端与所述交流/直流功率主电路的输入端耦合；
所述第一变压器被配置为：将所述第二电压调整成第四电压输出给所述交流/直流功率主电路，所述第四电压用于指示所述交流/直流功率主电路所需的交流电压；
所述交流/直流功率主电路被配置为：将所述第四电压整流成第五电压并通过所述交流/直流功率主电路的输出端输出，所述第五电压用于指示所述交流/直流功率主电路输出的直流电压；
所述第二控制模块被配置为：检测所述交流/直流功率主电路的状态和/或信息，并基于所述交流/直流功率主电路的状态和/或信息驱动所述交流/直流功率主电路。
3.根据权利要求2所述的功率单元，其特征在于，所述第一控制模块包括第一检测电路、第一通信电路、第一控制电路和第一驱动电路；
所述第一检测电路的输入端与所述交流/交流功率主电路耦合，所述第一检测电路的输出端与所述第一控制电路的输入端耦合，所述第一控制电路的输出端与所述第一驱动电路的输入端耦合，所述第一驱动电路的输出端与所述交流/交流功率主电路耦合，所述第一控制电路还与所述第一通信电路耦合，所述第一通信电路与所述第二控制模块耦合；
所述第一检测电路用于：检测所述交流/交流功率主电路的状态和/或信息；
所述第一控制电路用于：将所述交流/交流功率主电路的状态和/或信息传输给所述第一通信电路；
所述第一通信电路用于：将所述交流/交流功率主电路的状态和/或信息传输给所述第二控制模块，并将来自所述第二控制模块的所述交流/直流功率主电路的状态和/或信息传输给所述第一控制电路；
所述第一控制电路还用于：基于所述交流/交流功率主电路的状态和/或信息和所述交流/直流功率主电路的状态和/或信息向所述第一驱动电路发送第一控制命令；
所述第一驱动电路用于：基于所述第一控制命令驱动所述交流/交流功率主电路。
4.根据权利要求3所述的功率单元，其特征在于，所述第二控制模块包括第二检测电路、第二通信电路、第二控制电路和第二驱动电路；
所述第二检测电路的输入端与所述交流/直流功率主电路耦合，所述第二检测电路的输出端与所述第二控制电路的输入端耦合，所述第二控制电路的输出端与所述第二驱动电路的输入端耦合，所述第二驱动电路的输出端与所述交流/直流功率主电路耦合，所述第二控制电路还与所述第二通信电路耦合，所述第二通信电路与所述第一通信电路耦合；
所述第二检测电路用于：检测所述交流/直流功率主电路的状态和/或信息；
所述第二控制电路用于：将所述交流/直流功率主电路的状态和/或信息传输给所述第一通信电路；
所述第二通信电路用于：将所述交流/直流功率主电路的状态和/或信息传输给所述第一通信电路，并将来自所述第一通信电路的所述交流/交流功率主电路的状态和/或信息传输给所述第二控制电路；
所述第二控制电路还用于：基于所述交流/直流功率主电路的状态和/或信息和所述AC/AC功率主电路的状态和/或信息向所述第二驱动电路发送第二控制命令；
所述第二驱动电路用于：基于所述第二控制命令驱动所述交流/直流功率主电路。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的功率单元，其特征在于，所述第一辅助电源电路包括第一电压变换模块和第一整流模块；
所述第一电压变换模块的输入端与所述功率单元的母线耦合，所述第一电压变换模块的输出端与所述第一整流模块的输入端耦合，所述第一整流模块的输出端与所述第一控制模块耦合；
所述第一电压变换模块被配置为：将所述功率单元的母线的电压变换成第六电压输出给所述第一整流模块，所述第六电压用于指示所述第一电压变换模块输出的交流电压；
所述第一整流模块被配置为：将所述第六电压整流成所述第三电压输出给所述第一控制模块，为所述第一控制模块供电。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的功率单元，其特征在于，所述第一功率电路的电压值高于所述第二功率电路的电压值。
7.一种固态变压器，其特征在于，包括第二辅助电源电路和多个如权利要求2、3、4或6中任一项所述的功率单元；
所述多个所述功率单元中的每一个功率单元的输入端串联，构成所述固态变压器的输入端；
所述多个所述功率单元中的每一个功率单元的输出端并联，构成所述固态变压器的输出端；
所述第二辅助电源电路的输入端与所述交流/直流功率主电路的输出端耦合，所述第二辅助电源电路的输出端与所述第二控制模块耦合；
所述第二辅助电源电路被配置为：将所述第五电压调整成第七电压并输出给所述第二控制模块，所述第七电压用于指示所述第二控制模块所需的直流电压。
8.根据权利要求7所述的固态变压器，其特征在于，所述第二辅助电源电路包括第二变压器和第一辅助电源模块；
所述第二变压器的输入端与所述电网供电系统耦合，所述第二变压器的输出端与所述第一辅助电源模块的输入端耦合，所述第一辅助电源模块的输入端还与所述交流/直流功率主电路的输出端耦合，所述第一辅助电源模块的输出端与所述第二控制模块耦合；
所述第二变压器被配置为：将所述第一电压调整成第八电压输出给所述第一辅助电源模块，所述第八电压用于指示所述第一辅助电源模块所需的交流电压；
所述第一辅助电源模块被配置为：将所述第五电压和所述第八电压调整成第七电压输出给所述第二控制模块，为所述第二控制模块供电。
9.根据权利要求8所述的固态变压器，其特征在于，所述功率单元还包括风扇，所述第二辅助电源电路还包括至少一个第二辅助电源模块；
所述至少一个第二辅助电源模块中的每一个第二辅助电源模块的输入端与所述交流/直流功率主电路的输出端耦合，所述每一个第二辅助电源模块的输出端与所述风扇耦合；
所述每一个第二辅助电源模块被配置为：将所述第五电压调整为第九电压输出给所述风扇，所述第九电压用于指示所述风扇所需的电压。
10.根据权利要求9所述的固态变压器，其特征在于，所述第二变压器的输出功率大于所述第一辅助电源模块的输出功率；
所述第一辅助电源模块的输出功率小于所述每一个第二辅助电源模块的输出功率。
11.根据权利要求9或10所述的固态变压器，其特征在于，所述每一个第二辅助电源模块包括功率因数校正模块和谐振模块；
所述功率因数校正模块的输入端与所述交流/直流功率主电路的输出端耦合，所述功率因数校正模块的输出端与所述谐振模块的输入端耦合，所述谐振模块的输出端与所述风扇耦合；
所述功率因数校正模块被配置为：将所述第五电压调整成第十电压，所述第十电压用于指示所述谐振模块所需的电压；
所述谐振模块被配置为：将所述第十电压转换成所述第九电压并输出给所述风扇。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的固态变压器，其特征在于，所述第一辅助电源模块包括第二整流模块、防倒灌模块、第二电压变换模块和第三整流模块；
所述防倒灌模块的输入端与所述交流/直流功率主电路的输出端耦合，所述防倒灌模块的输出端与所述第二整流模块的输入端耦合，所述第二整流模块的输入端还与所述第二变压器的输出端耦合，所述第二整流模块的输出端与所述第二电压变换模块的输入端耦合，所述第二电压变换模块的输出端与所述第三整流模块的输入端耦合，所述第三整流模块的输出端与所述第二控制模块耦合；
所述第二整流模块被配置为：将所述第五电压和所述第八电压变换成第十一电压并输出给所述第二电压变换模块，所述第十一电压用于指示所述第一整流模块输出的直流电压；
所述防倒灌模块被配置为：阻止所述第十一电压倒灌至所述交流/直流功率主电路；
所述第二电压变换模块被配置为：将所述第十一电压处理成第十二电压输出给所述第三整流模块，所述第十二电压用于指示所述第二电压变换模块输出的交流电压；
所述第三整流模块被配置为：将所述第十二电压变换成所述第七电压输出给所述第二控制模块。
13.根据权利要求12所述的固态变压器，其特征在于，所述防倒灌模块包括第一开关管。
14.根据权利要求13所述的固态变压器，其特征在于，所述第一开关管为二极管、三极管或场效应管；
所述第一开关管为二极管时，所述二极管的阳极与所述交流/直流功率主电路的输出端耦合，所述二极管的负极与所述第二整流模块的输入端耦合；
所述第一开关管为三极管时，所述三极管的集电极与所述交流/直流功率主电路的输出端耦合，所述三极管的发射级与所述第二整流模块的输入端耦合；
所述第一开关管为场效应管时，所述场效应管的源极与所述交流/直流功率主电路的输出端耦合，所述场效应管的漏极与所述第二整流模块的输入端耦合。
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