发明专利｜直流微电网配电系统-第4页-北极星输配电网

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第三变压器 T1 的副边的一端连接第六整流元件 Dn 的一端，第六整流元件 Dn 的另一端与第三变压器 T1 的副边的另一端之间连接有并联的第三滤波电容 Cf 和负载电阻 RL并输出第二直流电压，第六整流元件 Dn 的所述另一端还连接第四开关晶体管 S 与储能电容Cn 连接的一端，第三变压器 T1 的副边的所述另一端还连接到第四变压器 T2 的原边的一端，第四变压器 T2 的原边的另一端通过第八整流元件 Dc 连接到第四开关晶体管 S 与储能电容Cn 连接的一端。

由第三变压器 T1、第四开关晶体管 S、第四整流元件 D1、第五整流元件 D3、第六整流元件 Dn、第三滤波电容 Cf 以及负载电阻 RL 构成第三变换单元 1023 的主支路。它是由分布式电压输出的第一电压来供电的支路。即，当第四开关晶体管 S 接通时，第一电压进入第三变压器 T1 的原边，在第三变压器 T1 的副边感生出交流电压，该交流电压在第六整流元件Dn、第三滤波电容 Cf 以及负载电阻 RL 的作用下成为第二直流电压。

第四变压器 T2、与第四变压器 T2 相连的储能电容 Cn、第七整流元件 D2、第八整流元件 Dc 构成第三变换单元 1023 的辅支路，它是由储能电容 Cn 来供电的支路。当分布式电源输出的电压过剩时，由于第四整流元件 D1 导通，有一部分电能在储能电容 Cn 中存储起来。当分布式电压输出的电压不足时，储能电容就通过辅支路通过第四变压器 T2 的副边在并联的负载电阻 RL 和第三滤波电容 Cf 两端放电。

因此，由于图 3 中的储能电容 Cn，达到了使对于交流分布式电源来说的变换器不仅能够将交流的分布式电源 101 提供的交流电压转换成适于在直流微电网母线上传输的CN第一直流电压，还能够存储一部分交流的分布式电源提供的能量备用，在需要时放出的，达到了提高能源利用效率的效果。由于主支路和辅支路同时工作，第七整流元件 D2 和第五整流元件 D3 有防止这两个支路产生循环电流的效果。由于分布式电源通过第四整流元件 D1 给储能电容 Cn 供电，储能电容 Cn 两端的电压小于分布式电源输出的电压，即储能电容 Cn 的电压被箝位，产生了对功率开关晶体管没有产生附加的电压应力的优点。

另外，在第四开关晶体管 S 接通时，由第三变压器 T1 直接传递大部分能量到负载，降低了开关具体管的电流应力，提高了变换器的效率。

第三变压器 T1 的原边开关晶体管导通时，副边的二极管 Dn 处于截止状态，输入侧电能存储到变压器绕组中 ;原边开关晶体管截止时，副边二极管导通，能量释放到负载。图3 的第三变换单元 1023 中的第三变压器 T1 的右侧的元件数量也是很少的，这也是该电路低成本的原因之一。

从图 3 的第三变换单元 1023 中的第三变压器 T1 的左侧看，能量是时刻都通过第三变压器 T1 直接传递的。因此图 3 中的第三变换单元 1023 具有大功率、宽电压、宽电流和高可靠性的特点。

第四变换单元 1021’与图 2 中的第一变换单元 1021 类似，其包括第五开关晶体管G1’、第六开关晶体管 G2’、第五变压器 LG1’、第九整流元件 DG1’、第十整流元件 DG2’、第二储能元件 BG1’、第四滤波电容 CG1’。第五变压器 LG1’包括串联的第三分变压器 LG11’和第四分变压器 LG12’，第五开关晶体管 G1’、第六开关晶体管 G2’的发射极共同连到分布式电源 101 的负极，分布式电源 101 的正极连到第三分变压器 LG11’和第四分变压器 LG12’的原边的相互连接端，第五开关晶体管 G1’、第六开关晶体管 G2’的集电极分别连到第三分变压器 LG11’和第四分变压器 LG12’的原边的除了第三分变压器 LG11’和第四分变压器 LG12’的原边的相互连接端之外的另一端。第三分变压器 LG11’和第四分变压器 LG12’的副边的相互连接端与并联的第二储能元件 BG1’、第四滤波电容 CG1’的一端相连，第三分变压器LG11’和第四分变压器 LG12’的副边的除了第三分变压器 LG11’和第四分变压器 LG12’的副边的相互连接端之外的另一端分别经第九整流元件 DG1’、第十整流元件 DG2’与并联的第二储能元件 BG1’、第四滤波电容 CG1’的另一端相连，并联的第二储能元件 BG1’、第四滤波电容 CG1’的两端输出第四直流电压。

第五变换单元 1022’与图 2 中的第二变换单元 1022 是类似的，其包括第六变压器 LG2’、第七开关晶体管 G3’、第十一整流元件 DG3’以及第五滤波电容 CG2’。第七开关晶体管 G3’的集电极连接第六变压器 LG2’的原边的一端，所述第三直流电压加在第六变压器LG2’的原边的另一端与第七开关晶体管 G3’的发射极之间。第六变压器 LG2’的副边的一端连接到第十一整流元件 DG3’的一端，第十一整流元件 DG3’的另一端和第六变压器 LG2’的副边的另一端之间连接有第五滤波电容 CG2’并输出第一直流电压。

由于第四变换单元 1021’与图 2 中的第一变换单元 1021 类似，且第五变换单元1022’与图 2 中的第二变换单元 1022 是类似的，因此，它们的工作原理同上。

如图 3 所示，变换器 102 还包括：第二控制器 1025，用于感测第一电压，并根据第一电压并根据第一电压与第一直流电压的比控制第三变换单元 1023 的交直流电压转换、第四变换单元 1021’和第五变换单元 1022’的电压适配。

具体地说，如图 4 所示，第二控制器 1025 包括：电压传感器 401、采样单元 402、处理器 403、驱动器 404。电压传感器 401 感测分布式电源输出的第一电压。采样单元 402 对第一电压进行采样，从而处理器 403 才能进行处理。处理器 403( 如 DSP2812 处理器 ) 根据采样后的第一电压，根据第一电压与已知的第一直流电压的比来控制第四开关晶体管 S、第五开关晶体管 G1’、第六开关晶体管 G2’、第七开关晶体管 G3’的开通 / 关断。驱动器 404执行这些开通 / 关断。

处理器 403 使第四开关晶体管 S、第五开关晶体管 G1’、第六开关晶体管 G2’、第七开关晶体管 G3’的每个开关周期中正电平时间和负电平时间比例相当，且正电平的幅值与负电平的幅值相等。因此，每个开关周期内，变压器磁芯的磁密度都会回到零点。因此，图3 的这种拓扑，相对于其它变换器的拓扑，使变压器的磁芯不容易出现直流磁化，这也是图3 的拓扑的另一个好处。

以上仅是示例性示出了本发明的实施例。本领域技术人员可以对上述实施例进行

不违背本发明主旨前提下的变形、修改、替换，它们都落在本发明的保护范围之内。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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