CN201726325U - 全桥高频链单相电力电子变压器 - Google Patents
全桥高频链单相电力电子变压器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201726325U CN201726325U CN2010202886156U CN201020288615U CN201726325U CN 201726325 U CN201726325 U CN 201726325U CN 2010202886156 U CN2010202886156 U CN 2010202886156U CN 201020288615 U CN201020288615 U CN 201020288615U CN 201726325 U CN201726325 U CN 201726325U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- links
- circuit
- power diode
- anode
- power
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 48
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 27
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001808 coupling Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
Abstract
一种整流变压技术领域的一种全桥高频链单相电力电子变压器，包括：输入滤波电路、交流斩波电路、高频变压器电路、输出滤波电路，其中：输入滤波电路的输入端和输出端分别与单相高压正弦电源和交流斩波电路相连接，交流斩波电路输出端连接高频变压器电路，高频变压器电路输出端连接输出滤波电路，输出滤波电路的输出端与负载相连。本装置可取代传统电力变压器。它通过高频变压器实现磁耦合，通过电力电子变换技术和高频变压器实现电力系统中的电压变换和能量传递，可实现对变压器原、副边电压幅值和相位的灵活控制。具有体积小、重量轻、空载损耗小、不需要绝缘油等优点。
Description
全桥高频链单相电力电子变压器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及的是一种整流变压技术领域的装置，具体是一种全桥高频链单相 电力电子变压器。
背景技术
[0002] 电力变压器是电力系统的主要设备，传统的电力变压器具有制作工艺简单、可靠 性高等优点，在电网中得到广泛的应用。但是它也有一些显著的缺点：如体积、重量、空载损 耗大；过载时易导致输出电压下降，从而导致故障扩大；带非线性负荷时，畸变电流通过变 压器耦合进入电网，造成对电网的污染；电源侧电压收到干扰时，又会传递到负载侧，导致 对敏感负荷的影响；使用绝缘油造成环境污染；需要配套的保护设备对其进行保护。
[0003] 经过对电力电子变压器技术的检索发现，中国专利申请号02139030. 4，公开日： 2003. 03. 12.，记载了一种“电力电子变压器”，采用了结构和控制原理复杂的矩阵变换器结 构，理论复杂，技术难度复杂。
[0004] 进一步检索发现，中国专利申请号200910025824. 3，公开日=2009. 11. 04.，记载
了一种“多功能电力电子变压器”，同样采用了结构和控制原理复杂的变换器结构，理论复 杂，技术难度复杂，网侧功率因数难以控制。
[0005] WANG JUN 等，在“智能电网技术” IEEE Trans, on Industry Electronics Magzine. 2009年6月，公开了一种电力电子变压器结构和控制原理，采用了可控整流器、高 频链变压器、高频整流器和逆变器结构，控制复杂，效率难以控制。
实用新型内容
[0006] 本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种全桥高频链单相电力电子变 压器，可取代传统电力变压器。它通过高频变压器实现磁耦合，通过电力电子变换技术和高 频变压器实现电力系统中的电压变换和能量传递，可实现对变压器原、副边电压幅值和相 位的灵活控制。具有体积小、重量轻、空载损耗小、不需要绝缘油等优点。
[0007] 本实用新型通过以下技术方案实现，本实用新型包括：输入滤波电路、交流斩波电 路、高频变压器电路和输出滤波电路，其中：输入滤波电路的输入端和输出端分别与单相高 压正弦电源和交流斩波电路相连接，交流斩波电路输出端连接高频变压器电路，高频变压 器电路输出端连接输出滤波电路，输出滤波电路的输出端与负载相连。
[0008] 所述的输入滤波电路包括：一个电感和一个交流电容，其中：第一电感的一端与 交流电源的一端相连，第一交流电容的一端与第一电感的另一端相连后与交流斩波电路相 连，第一交流电容的另一端与交流电源的另一端相连后与交流斩波电路相连。
[0009] 所述的交流斩波电路包括：八个晶体管和八个功率二极管，其中：第一晶体管的 集电极、第五晶体管的集电极、第一功率二极管的阴极与第五功率二极管的阴极相连，第一 晶体管的发射极、第一功率二极管的阳极、第二晶体管的发射极与第二功率二极管的阳极 相连，第五晶体管的发射极、第五功率二极管的阳极、第六晶体管的发射极与第六功率二极管的阳极相连，第二晶体管的集电极、第二功率二极管的阴极、第三晶体管的集电极、第三 功率二极管的阴极相连后与高频变压器电路中的高频变压器初级绕组的一端相连，第六晶 体管的集电极、第六功率二极管的阴极、第七晶体管的集电极、第七功率二极管的阴极相连 后与高频变压器电路中的高频变压器初级绕组的另一端相连，第三晶体管的发射极、第三 功率二极管的阳极、第四晶体管的发射极与第四功率二极管的阳极相连，第七晶体管的发 射极、第七功率二极管的阳极、第八晶体管的发射极与第八功率二极管的阳极相连，第四晶 体管的集电极、第四功率二极管的阴极、第八晶体管的集电极与第八功率二极管的阴极相 连，所述的第一至第四晶体管和第一至第四功率二极管构成第一桥臂，第五至第八晶体管 和第五至第八功率二极管构成第二桥臂。
[0010] 所述的晶体管均为SiC型绝缘栅双极型晶体管；
[0011] 所述的高频变压器电路为高频变压器，其初级绕组一端与交流斩波电路的第一桥 臂中点相连，初级绕组的另一端与交流斩波电路的第二桥臂中点相连，次级绕组的一端与 输出滤波电路的第九功率二极管的阳极相连，次级绕组的另一端与输出滤波电路的第十功 率二极管的阳极相连，次级绕组的中心抽头与输出滤波电路中的第一电解电容负极与第二 电解电容负极相连。
[0012] 所述的输出滤波电路包括：四个电感、两个功率二极管、两个电解电容和两个交流 电容，其中：第九功率二极管的阳极与高频变压器电路中高频变压器次级绕组的一端相连， 第十功率二极管的阳极与高频变压器电路中高频变压器次级绕组的另一端相连，第一高速 二极管的阴极与第二电感的一端相连，第二高速二极管的阴极与第三电感的一端相连，第 二电感的另一端、第一电解电容的阳极与第四电感的一端相连，第三电感的另一端、第二电 解电容的阳极与第五电感的一端相连，第一电解电容的阴极、第二电解电容的阴极、第二交 流电容的一端和第三交流电容的一端相连，第四电感的另一端与第二交流电容的另一端相 连，第五电感的另一端与第三交流电容的另一端相连。
[0013] 本实用新型中的输入滤波电路负责滤除高频电流，获得正弦电流波形；交流斩波 电路负责将单相正弦电压斩波成为正弦半波包络的脉冲电压；高频变压器电路负责将正弦 半波包络的脉冲电压降压为低幅值、低纹波的正弦半波包络直流电压；输出滤波电路输出 正弦半波电压。根据高频交流斩波、高频变压器工作原理以及采用高压大功率晶体管来提 高电力电子变压器的电压等级，设计制作了支持高压大功率的新型电力电子变压器，因而 具有设计构思新颖、通用性强等特征，同时具有结构简单、体积小、重量轻、成本低、实现容 易等优点，尤其适用于电力系统中的输配电变压器场合。
附图说明
[0014] 图1为本实用新型结构示意图。 具体实施方式
[0015] 下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前 提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限 于下述的实施例。
[0016] 如图1所示，本实施例包括：输入滤波电路1、交流斩波电路2、高频变压器电路3、输出滤波电路4，其中：输入滤波电路1与单相高压正弦电源连接，后接交流斩波电路2，交 流斩波电路2输出端连接高频变压器电路3，高频变压器电路3输出端连接输出滤波电路 4，输出滤波电路4后接负载。
[0017] 所述的输入滤波电路1包括：第一电感Ll和第一交流电容Cl，其中第一电感Ll的 一端与交流电源的一端相连，第一交流电容Cl的一端与第一电感Ll的另一端相连后与交 流斩波电路2的第一晶体管Sl的集电极相连，第一交流电容Cl的另一端与交流电源的另 一端相连后与交流斩波电路2的第四晶体管S4的集电极相连。
[0018] 所述的交流斩波电路2包括：第一晶体管管Sl〜第八晶体管管S8、第一功率二极 管Dl〜第八功率二极管D8，其中：第一晶体管Sl的集电极、第五晶体管S5的集电极、第一 功率二极管Dl的阴极与第五功率二极管D5的阴极相连，第一晶体管Sl的发射极、第一功 率二极管Dl的阳极、第二晶体管S2的发射极与第二功率二极管D2的阳极相连，第五晶体 管S5的发射极、第五功率二极管D5的阳极、第六晶体管S6的发射极与第六功率二极管D2 的阳极相连。第二晶体管S2的集电极、第二功率二极管D2的阴极、第三晶体管S3的集电 极、第三功率二极管D3的阴极相连后与高频变压器电路3中的高频变压器Tl初级绕组的 一端相连，第六晶体管S6的集电极、第六功率二极管D2的阴极、第七晶体管S7的集电极、 第七功率二极管D7的阴极相连后与高频变压器电路3中的高频变压器Tl初级绕组的另一 端相连，第三晶体管S3的发射极、第三功率二极管D3的阳极、第四晶体管S4的发射极与第 四功率二极管D4的阳极相连，第七晶体管S7的发射极、第七功率二极管D7的阳极、第八晶 体管S8的发射极与第八功率二极管D8的阳极相连，第四晶体管S4的集电极、第四功率二 极管D4的阴极、第八晶体管S8的集电极与第八功率二极管D8的阴极相连。
[0019] 所述的高频变压器电路3为高频变压器Tl，其中：高频变压器Tl的初级绕组一端 与交流斩波电路2的第一桥臂中点相连，其初级绕组另一端与交流斩波电路2的第二桥臂 中点相连。高频变压器Tl的次级绕组的一端与输出滤波电路4的第九功率二极管D9的阳 极相连，高频变压器Tl次级绕组的另一端与输出滤波电路4的第十功率二极管DlO的阳极 相连。高频变压器Tl次级绕组的中心抽头与输出滤波电路4中的第一电解电容El负极与 第二电解电容负极E2相连。
[0020] 所述的输出滤波电路4包括第二电感L2〜第五电感L5、第一电解电容El、第二电 解电容E2、第二交流电容C2、第三交流电容C3，第九功率二极管D9，第十功率二极管D10， 其中：第九功率二极管D9的阳极与高频变压器电路3中高频变压器Tl次级绕组的一端相 连，第十功率二极管DlO的阳极与高频变压器电路3中高频变压器Tl次级绕组的另一端相 连，第九功率二极管D9的阴极与第二电感L2的一端相连，第十功率二极管DlO的阴极与第 三电感L3的一端相连，第二电感L2的另一端、第一电解电容El的阳极与第四电感L4的一 端相连，第三电感L3的另一端、第二电解电容E2的阳极与第五电感L5的一端相连，第一电 解电容El的阴极、第二电解电容E2的阴极、第二交流电容C2的一端和第三交流电容C3的 一端相连，第四电感L4的另一端与第二交流电容C2的另一端相连，第五电感L5的另一端 与第三交流电容C3的另一端相连。
[0021] 本实施例的工作原理为：交流斩波电路中，采用单相矩阵变换器结构，将输入的高 压工频交流电压变换成包络线为交流工频的高频PWM电压脉冲，输入到后级高频变压器电 路。输入滤波电路将交流斩波形成的脉冲电流滤波成为光滑的电流，降低网侧电流谐波，提高功率因数。带中间抽头的高频变压器将原边的高压交流高频脉冲电压转换为两路相位相 反的低压交流高频脉冲电压。输出滤波电路将高频交流脉冲电压滤波为工频交流电压，从 而实现单相电力电子变压器的功能。
[0022] 本实施例中的输入交流电压6kV，输出两路相位相反的、有效值为120V的交流正 弦电压，额定输出功率10kW。高压电感Ll取lmH，电感L2和L3取2mH。高压交流电容Cl 取4xl00nF，6kV耐压，实际上每两并联后串联，分散就近布置。交流电容C2和C3取47nF， 400V。晶体管Sl〜S8和二极管Dl〜D8耐压15kV，允许通过电流IOA0高频变压器Tl为 高压高频开关变压器，电压变比为50 ： 1。
Claims (6)
- 一种全桥高频链单相电力电子变压器，包括：输入滤波电路、交流斩波电路、高频变压器电路和输出滤波电路，其特征在于：输入滤波电路的输入端和输出端分别与单相高压正弦电源和交流斩波电路相连接，交流斩波电路输出端连接高频变压器电路，高频变压器电路输出端连接输出滤波电路，输出滤波电路的输出端与负载相连。
- 2.根据权利要求1所述的全桥高频链单相电力电子变压器，其特征是，所述的输入滤 波电路包括：一个电感和一个交流电容，其中：第一电感的一端与交流电源的一端相连，第 一交流电容的一端与第一电感的另一端相连后与交流斩波电路相连，第一交流电容的另一 端与交流电源的另一端相连后与交流斩波电路相连。
- 3.根据权利要求1所述的全桥高频链单相电力电子变压器，其特征是，所述的交流斩 波电路包括：八个晶体管和八个功率二极管，其中：第一晶体管的集电极、第五晶体管的集 电极、第一功率二极管的阴极与第五功率二极管的阴极相连，第一晶体管的发射极、第一功 率二极管的阳极、第二晶体管的发射极与第二功率二极管的阳极相连，第五晶体管的发射 极、第五功率二极管的阳极、第六晶体管的发射极与第六功率二极管的阳极相连，第二晶体 管的集电极、第二功率二极管的阴极、第三晶体管的集电极、第三功率二极管的阴极相连后 与高频变压器电路中的高频变压器初级绕组的一端相连，第六晶体管的集电极、第六功率 二极管的阴极、第七晶体管的集电极、第七功率二极管的阴极相连后与高频变压器电路中 的高频变压器初级绕组的另一端相连，第三晶体管的发射极、第三功率二极管的阳极、第四 晶体管的发射极与第四功率二极管的阳极相连，第七晶体管的发射极、第七功率二极管的 阳极、第八晶体管的发射极与第八功率二极管的阳极相连，第四晶体管的集电极、第四功率 二极管的阴极、第八晶体管的集电极与第八功率二极管的阴极相连，所述的第一至第四晶 体管和第一至第四功率二极管构成第一桥臂，第五至第八晶体管和第五至第八功率二极管 构成第二桥臂。
- 4.根据权利要求3所述的全桥高频链单相电力电子变压器，其特征是，所述的晶体管 均为SiC型绝缘栅双极型晶体管。
- 5.根据权利要求3所述的全桥高频链单相电力电子变压器，其特征是，所述的高频变 压器电路为高频变压器，其初级绕组一端与交流斩波电路的第一桥臂中点相连，初级绕组 的另一端与交流斩波电路的第二桥臂中点相连，次级绕组的一端与输出滤波电路的第九功 率二极管的阳极相连，次级绕组的另一端与输出滤波电路的第十功率二极管的阳极相连， 次级绕组的中心抽头与输出滤波电路中的第一电解电容负极与第二电解电容负极相连。
- 6.根据权利要求1所述的全桥高频链单相电力电子变压器，其特征是，所述的输出滤 波电路包括：四个电感、两个功率二极管、两个电解电容和两个交流电容，其中：第九功率 二极管的阳极与高频变压器电路中高频变压器次级绕组的一端相连，第十功率二极管的阳 极与高频变压器电路中高频变压器次级绕组的另一端相连，第一高速二极管的阴极与第二 电感的一端相连，第二高速二极管的阴极与第三电感的一端相连，第二电感的另一端、第一 电解电容的阳极与第四电感的一端相连，第三电感的另一端、第二电解电容的阳极与第五 电感的一端相连，第一电解电容的阴极、第二电解电容的阴极、第二交流电容的一端和第三 交流电容的一端相连，第四电感的另一端与第二交流电容的另一端相连，第五电感的另一 端与第三交流电容的另一端相连。2
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010202886156U CN201726325U (zh) | 2010-08-11 | 2010-08-11 | 全桥高频链单相电力电子变压器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010202886156U CN201726325U (zh) | 2010-08-11 | 2010-08-11 | 全桥高频链单相电力电子变压器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201726325U true CN201726325U (zh) | 2011-01-26 |
Family
ID=43494678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010202886156U Expired - Fee Related CN201726325U (zh) | 2010-08-11 | 2010-08-11 | 全桥高频链单相电力电子变压器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201726325U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106452096A (zh) * | 2016-09-05 | 2017-02-22 | 全球能源互联网研究院 | 一种电桥结构、换流电路及电力电子变压器 |
| CN106849710A (zh) * | 2017-03-23 | 2017-06-13 | 燕山大学 | 一种电压型四桥臂高频链矩阵式整流器及补偿方法 |
| WO2022007667A1 (zh) * | 2020-07-10 | 2022-01-13 | Oppo广东移动通信有限公司 | 电源适配器 |
-
2010
- 2010-08-11 CN CN2010202886156U patent/CN201726325U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106452096A (zh) * | 2016-09-05 | 2017-02-22 | 全球能源互联网研究院 | 一种电桥结构、换流电路及电力电子变压器 |
| CN106452096B (zh) * | 2016-09-05 | 2019-08-27 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种电桥结构、换流电路及电力电子变压器 |
| CN106849710A (zh) * | 2017-03-23 | 2017-06-13 | 燕山大学 | 一种电压型四桥臂高频链矩阵式整流器及补偿方法 |
| WO2022007667A1 (zh) * | 2020-07-10 | 2022-01-13 | Oppo广东移动通信有限公司 | 电源适配器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101951168B (zh) | 高压转低压交流变换器 | |
| CN101635530B (zh) | 一种单级正激式高频链逆变器 | |
| CN102291019A (zh) | 全桥整流-直流推挽逆变的ac-dc变换器 | |
| CN201259535Y (zh) | 一种大电流互感器校验用直流电源 | |
| CN102291014A (zh) | 交流斩波-全桥整流的ac-dc变换器 | |
| CN201726325U (zh) | 全桥高频链单相电力电子变压器 | |
| CN102170244A (zh) | 共享电源级联多电平变流器 | |
| CN201726319U (zh) | 单相交流变换器 | |
| CN102291020A (zh) | 交流推挽变换-单管整流的ac-dc变换器 | |
| CN204392098U (zh) | 一种单相电力电子变压器及其应用系统 | |
| CN101478249A (zh) | 大电流互感器校验用直流电源 | |
| CN101908831A (zh) | 直流电压转换成交流电压的电路 | |
| CN202918023U (zh) | 一种电池组管理功率模块 | |
| CN203691279U (zh) | 一种微型光伏逆变器拓扑结构电路 | |
| CN105429452A (zh) | 一种共模抑制双Boost无桥PFC变换器 | |
| CN201054550Y (zh) | Igbt直接串联高压变频器 | |
| CN201726318U (zh) | 无直流环节单相电力电子变压器 | |
| CN205212694U (zh) | 一种共模抑制双Boost无桥PFC变换器 | |
| CN104333250A (zh) | 用三端开关网络的低电压应力二极管箝位型多电平逆变器 | |
| CN205142045U (zh) | 光伏变换电路及光伏电力设备 | |
| CN201781429U (zh) | 低电压输入全桥逆变的直接dc-ac变换电路 | |
| CN101951165B (zh) | 直流链路的单相交流变换器 | |
| CN101951164B (zh) | 中间直流电压的单相交流变换器 | |
| CN206620070U (zh) | 一种基于高频链的单级式逆变器 | |
| CN102347697A (zh) | 低电压输入全桥逆变的直接dc-ac变换电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110126 Termination date: 20110811 |