使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置的制作方法

本發明涉及供電裝置，更詳細而言，涉及一種使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓來向變壓器控制部供應控制電源的供電裝置。

背景技術：

1、電力用變壓器在系統中，起到在輸電、配電、分電等分支點通過改變電壓的功能來進行劃分的作用。但是，現有的電力用變壓器是直接改變低頻交流的電壓的方式，因此元件較大，不僅體積和質量較大，而且不能進行輸入及輸出控制。

2、為了解決這樣的現有電力用變壓器的問題，提出了半導體變壓器。即，與現有的電力用變壓器相比，半導體變壓器是電力轉換裝置的構成的方式變更為更效率的方式。這樣的半導體變壓器可以通過直流鏈路應用于諸如新再生能源、直流配電、電動汽車充電等多種技術中。

3、尤其，除了改變電壓之外，半導體變壓器還可以實現交流/直流的電力轉換、功率因數以及諧波控制等各種功能，并且隨著采用高頻變壓器，與現有的電力用變壓器相比，可以大幅減小體積和重量。另外，由于半導體變壓器能夠直接連接高壓輸入電壓，因此能夠減少轉換過程的步驟，從而能夠提高效率。

4、通常，控制半導體變壓器的高壓部的控制部從額外的電源裝置接收控制電源而被驅動。但是，當使用額外的電源裝置時，施加于高壓部中包含的復數個開關的高壓電壓與額外的電源裝置的電壓之間產生較大的電壓差，從而需要增加絕緣距離，因此存在額外的電源裝置的大小增加的問題。

技術實現思路

1、發明所要解決的問題

2、為了解決前述的問題，本發明的目的在于，提供一種使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓來向變壓器控制部供應控制電源的供電裝置。

3、另外，本發明的目的在于，提供一種能夠縮小轉換器的絕緣距離和大小，并且可以使用具有相對低耐壓的商用開關的供電裝置。

4、然而，需要說明的是，本發明所要解決的課題不限于以上提及的課題，本發明所屬技術領域的技術人員可以通過以下記載清楚地理解未提及的其他課題。

5、解決問題的技術方案

6、為了解決如上所述的課題，本發明提供一種使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，是使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓來向控制高壓部的變壓器控制部供應控制電源的裝置，使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置包括：轉換器部，轉換器部包括變壓部以及與變壓部的初級側串聯連接的開關，轉換器部與高壓部的直流鏈路連接，轉換直流鏈路電壓并輸出給變壓器控制部；以及轉換器控制部，控制開關的通斷以轉換直流鏈路電壓；轉換器部包括串聯連接的第1轉換器至第n+1轉換器，其中，n是1以上的整數。

7、在此，在第1轉換器至第n+1轉換器中，變壓部的初級側串聯連接，變壓部的次級側并聯連接。

8、另外，第1轉換器至第n+1轉換器還包括：輸入電容器，分別并聯連接于變壓部的初級側；以及輸出電容器，分別并聯連接于變壓部的次級側。

9、另外，本發明的供電裝置還包括使第1轉換器至第n+1轉換器中包含的輸入電容器的電壓平衡的平衡電路。

10、另外，平衡電路將與第1轉換器至第n+1轉換器中包含的輸入電容器的電壓差對應的控制信號輸出給轉換器控制部。

11、另外，轉換器控制部基于控制信號來調節開關的通斷占空比。

12、另外，第1轉換器至第n+1轉換器中包含的輸入電容器的電壓借助開關的通斷占空比調節而平衡。

13、另外，第n轉換器包括：第n變壓部；第n開關，串聯連接于第n變壓部的初級側；以及第n輸入電容器，并聯連接于第n變壓部的初級側。

14、另外，第n+1轉換器包括：第n+1變壓部；第n+1開關，串聯連接于第n+1變壓部的初級側；以及第n+1輸入電容器，并聯連接于第n+1變壓部的初級側。

15、另外，轉換器控制部包括：第n轉換器控制部，控制第n開關的通斷占空比，以轉換直流鏈路電壓；以及第n+1轉換器控制部，控制第n+1開關的通斷占空比，以轉換直流鏈路電壓。

16、另外，第n輸入電容器和第n+1輸入電容器串聯連接，串聯連接的第n輸入電容器和第n+1輸入電容器并聯連接于高壓部的直流鏈路。

17、另外，本發明的供電裝置還包括使第n輸入電容器和第n+1輸入電容器的電壓平衡的平衡電路。

18、在此，平衡電路將與第n輸入電容器和第n+1輸入電容器的電壓差對應的控制信號輸出給第n轉換器控制部和第n+1轉換器控制部。

19、另外，第n轉換器控制部和第n+1轉換器控制部基于控制信號來調節第n開關和第n+1開關的通斷占空比。

20、另外，第n輸入電容器和第n+1輸入電容器的電壓借助第n開關和第n+1開關的通斷占空比調節而平衡。

21、另外，如果第n輸入電容器的電壓比第n+1輸入電容器的電壓低，則第n轉換器控制部減少第n開關的通斷占空比；如果第n輸入電容器的電壓比第n+1輸入電容器的電壓高，則第n轉換器控制部增加第n開關的通斷占空比。

22、另外，如果第n+1輸入電容器的電壓比第n輸入電容器的電壓低，則第n+1轉換器控制部減少第n+1開關的通斷占空比；如果第n+1輸入電容器的電壓比第n輸入電容器的電壓高，則第n+1轉換器控制部增加第n+1開關的通斷占空比。

23、另外，平衡電路包括：緩沖器，原樣輸出第n輸入電容器的電壓；反相放大器，對第n+1輸入電容器的電壓進行反相并輸出；以及比較器，將與從緩沖器輸出的第n電壓和從反相放大器輸出的第n+1電壓的電壓差對應的控制信號輸出給第n轉換器控制部和第n+1轉換器控制部。

24、發明效果

25、根據本發明，通過使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓來向變壓器控制部供應控制電源，能夠在構成簡單的控制電源的同時使高壓部中包含的復數個開關和供電裝置之間的電壓差最小化，從而能夠縮小絕緣距離和供電裝置的大小。

26、另外，根據本發明，通過使串聯連接的復數個轉換器與高壓部的直流鏈路連接，能夠縮小絕緣距離和轉換器的大小，并且能夠使用具有相對低耐壓的商用開關。

27、另外，根據本發明，平衡電路使復數個轉換器中包含的輸入電容器的電壓平衡，從而能夠防止電壓不平衡，并且能夠使用具有相對低耐壓的商用開關。

28、本發明能夠獲得的效果不限于以上提及到的效果，本領域技術人員可以從以下的記載明確理解未被提及的其他效果。

技術特征：

1.一種使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓來向控制所述高壓部的變壓器控制部供應控制電源，其中，

2.根據權利要求1所述的使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，其中，

3.根據權利要求1所述的使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，其中，

4.根據權利要求3所述的使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，其中，

5.根據權利要求4所述的使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，其中，

6.根據權利要求5所述的使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，其中，

7.根據權利要求3所述的使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，其中，

8.根據權利要求1所述的使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，其中，

9.根據權利要求8所述的使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，其中，

10.根據權利要求9所述的使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，其中，

11.根據權利要求10所述的使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，其中，

12.根據權利要求11所述的使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，其中，

13.根據權利要求12所述的使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，其中，

14.根據權利要求8所述的使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，其中，

15.根據權利要求9所述的使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，其中，

16.根據權利要求9所述的使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，其中，

17.根據權利要求11所述的使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，其中，

技術總結
本發明提供一種使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓的供電裝置，是使用半導體變壓器的高壓部的直流鏈路電壓來向控制高壓部的變壓器控制部供應控制電源的裝置，其包括：轉換器部，轉換器部包括變壓部以及與變壓部的初級側串聯連接的開關，轉換器部與高壓部的直流鏈路連接，轉換直流鏈路電壓并輸出給變壓器控制部；轉換器控制部，控制開關的通斷以轉換直流鏈路電壓；轉換器部包括串聯連接的第1轉換器至第n+1轉換器，其中，n是1以上的整數。

技術研發人員：黃光圭,李載昊,林正愚
受保護的技術使用者：LS電氣株式會社
技術研發日：
技術公布日：2024/10/14