專利名稱：一種用于智能變壓器的隔離級電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能變壓器領(lǐng)域，特別涉及一種用于智能變壓器的隔離級電路。
背景技術(shù)：
智能變壓器通過電力電子變換技術(shù)和高頻變壓器實現(xiàn)電力系統(tǒng)中的電壓變換和能量傳遞，可以靈活控制變壓器原副邊電壓幅值和 相位，具有更高的穩(wěn)定性，可對各種交直流分布式電源進行整合，以及實現(xiàn)電力市場下功率潮流的實時控制，擁有極為廣闊的應(yīng)用前景。智能變壓器一般由三級構(gòu)成，即輸入級、隔離級和輸出級，包括電路拓?fù)浜凸β书_關(guān)器件的控制側(cè)羅，每一級的性能都對智能變壓器整體的性能有所影響，設(shè)計的時候需要考慮的技術(shù)要點主要包括輸入輸出的電壓等級、開關(guān)損耗以及可靠性問題。為了實現(xiàn)變換后的電壓，現(xiàn)有技術(shù)中均是采用直接使用斬波實現(xiàn)DC-DC的技術(shù)方案，但這種技術(shù)方案并不能有效的根據(jù)需要變換直流電壓等級。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提供一種能夠有效根據(jù)需要變換直流電壓等級的隔離級電路。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于智能變壓器的隔離級電路，該電路包括半橋逆變電路、小型變壓器和半橋整流電路，其中半橋逆變電路用于實現(xiàn)DC到AC的轉(zhuǎn)換，小型變壓器用于實現(xiàn)AC-AC的變壓轉(zhuǎn)換，半橋整流電路用于實現(xiàn)AC-DC的轉(zhuǎn)換。進一步地，所述半橋逆變電路包括兩個橋臂和一反并聯(lián)二極管雙管，每個橋臂由I個IGBT雙管構(gòu)成，每個橋臂上的IGBT雙管(2)中間抽頭接在所述反并聯(lián)二極管雙管(I)上，反并聯(lián)二極管雙管的中間抽頭對應(yīng)中壓端輸入，高壓端和低壓端輸入分別對應(yīng)橋臂的上端和下端。進一步地，所述半橋整流電路由兩個橋臂構(gòu)成，每個橋臂由兩個功率二極管構(gòu)成。進一步地，所述半橋整流電路連接一低通濾波器。進一步地，所述低通濾波器由一個電感和電容構(gòu)成。進一步地，所述IGBT采用PI移相控制來調(diào)節(jié)輸出的交流電壓。(三)有益效果本發(fā)明的隔離級電路，能夠有效根據(jù)需要變換直流電壓等級，擴大了智能變壓器的輸入輸出范圍，并且起到電氣隔離作用。


圖I是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例I本發(fā)明將隔離級的功能分成兩部分，首先采用簡單的半橋逆變電路，實現(xiàn)DC-AC的功能，然后采用半橋整流電路，實現(xiàn)AC-DC的功能，AC與AC之間使用小型常規(guī)變壓器作為隔離級。半橋逆變電路中，輸入是來自智能變壓器輸入級電路輸入的三電平，半橋一共由兩個橋臂構(gòu)成，每個橋臂由兩個IGBT構(gòu)成，每個IGBT都有相同功率等級的二極管反并聯(lián)，起到保護和續(xù)流的作用。 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管，是由 BJT (雙極型三極管)和MOS (絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。DC-AC輸出給一個小型的常規(guī)變壓器，主要起到電氣隔離的作用。AC-DC電路中，變壓器輸出給半橋整流電路，半橋整流電路由兩個橋臂構(gòu)成，每個橋臂由兩個功率二極管構(gòu)成。AC-DC輸出接一個低通濾波器之后輸出給智能變壓器的輸出級，低通濾波器由一個電感和電容構(gòu)成。IGBT的控制采用PI移相控制，即通過調(diào)節(jié)Tl、T2、T3、T4移相角的大小來調(diào)節(jié)輸出的交流電壓。實施例2如圖I所示。隔尚級電路分成輸入、DC-AC> AC-AC> AC-DC、輸出五個部分。輸入電路為三電平電路，高壓端、中壓端和低壓端分別接輸入級對應(yīng)的端口。DC-AC電路的每個橋臂由I個IGBT雙管(2)構(gòu)成，一共有兩個橋臂。每個橋臂上的IGBT雙管(2)中間抽頭接在反并聯(lián)二極管雙管(I)上，反并聯(lián)二極管雙管的中間抽頭對應(yīng)中壓端輸入，高壓端和低壓端輸入分別對應(yīng)橋臂的上端和下端。AC-AC電路由I個小型常規(guī)變壓器(3)構(gòu)成。AC-DC電路功率二極管半橋整流電路⑷構(gòu)成。輸出電路串聯(lián)I個電感(5)后并聯(lián)I個電容(6)構(gòu)成。以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種用于智能變壓器的隔離級電路，其特征在于，該電路包括半橋逆變電路、小型變壓器和半橋整流電路，其中半橋逆變電路用于實現(xiàn)DC到AC的轉(zhuǎn)換，小型變壓器用于實現(xiàn)AC-AC的變壓轉(zhuǎn)換，半橋整流電路用于實現(xiàn)AC-DC的轉(zhuǎn)換。
2.如權(quán)利要求I所述的電路，其特征還在于，所述半橋逆變電路包括兩個橋臂和一反并聯(lián)二極管雙管，每個橋臂由I個IGBT雙管構(gòu)成，每個橋臂上的IGBT雙管(2)中間抽頭接在所述反并聯(lián)二極管雙管(I)上，反并聯(lián)二極管雙管的中間抽頭對應(yīng)中壓端輸入，高壓端和低壓端輸入分別對應(yīng)橋臂的上端和下端。
3.如權(quán)利要求I所述的電路，其特征還在于，所述半橋整流電路由兩個橋臂構(gòu)成，每個橋臂由兩個功率二極管構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求I所述的電路，其特征還在于，所述半橋整流電路連接一低通濾波器。
5.如權(quán)利要求4所述的電路，其特征還在于，所述低通濾波器由一個電感和電容構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求2所述的電路，其特征還在于，所述IGBT采用PI移相控制來調(diào)節(jié)輸出的交流電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于智能變壓器的隔離級電路，該電路包括半橋逆變電路、小型變壓器和半橋整流電路，其中半橋逆變電路用于實現(xiàn)DC到AC的轉(zhuǎn)換，小型變壓器用于實現(xiàn)AC-AC的變壓轉(zhuǎn)換，半橋整流電路用于實現(xiàn)AC-DC的轉(zhuǎn)換。
文檔編號H02M3/335GK102780400SQ20121019195
公開日2012年11月14日 申請日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者任文靜, 張偉政, 胡偉, 鄭樂 申請人:河南省電力公司鄭州供電公司, 清華大學(xué)