【技术实现步骤摘要】
一种均压电路、装置、方法及直流变压器拓扑结构
[0001]本专利技术实施例涉及电力电子
，具体涉及一种均压电路、装置、方法及直流变压器拓扑结构。
技术介绍
[0002]随着直流输配电技术的发展，采用由IGBT与IGCT等全控型半导体开关器件构成的中高频直流变压器代替原有的工频交流变压器能够有效降低系统的体积，减少占地面积，提高系统功率密度。但目前单个全控半导体器件所能承受的电压有限，最高为6500V，且长期工作在该电压等级下时，器件可靠性大大降低。
[0003]为了提高直流变压器的电压等级，现有两种方式。
[0004]其一为采用模块化串联结构，利用支撑电容将n组低压直流变压器串联，通过控制支撑电容电压实现均压以及系统电压等级的提高。其优点是均压效果好，但直流支撑电容体积较大，占地面积多，各模块高频隔离变压器所需的绝缘等级均为系统所需的绝缘等级，导致变压器体积增大。
[0005]另一种方式为器件直接串联的方式，但需要解决器件电压不均带来的损耗不一致问题，目前主要有无源缓冲以及驱动侧控制两种思路实现器件电压均匀。传统的无源缓冲通过并联电阻与电容，降低器件关断时的电压上升率，进而实现均压目的，但由于均压电阻损耗与电容容量有关，为了降低均压支路损耗，均压电容容值较小，均压效果受限。驱动侧控制均压则主要集中在电压源型器件之上，需要采集器件电压进行闭环控制，需要额外的辅助电路与控制算法，且控制精度要求高，较为复杂。
技术实现思路
[0006]本专利技术所要解决的是采用模块化串联结构时...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种均压电路，包括开关管Tin以及与开关管Tin并联的第二支路、第三支路，所述第二支路和第三支路为动态均压支路，所述第二支路包括电阻RSin和电容CSin，所述电阻RSin与电容CSin串联构成RSin
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CSin串联结构；所述第三支路包括开关管Sin、二极管DSin和电容Cin，所述开关管Sin与二极管DSin反并联构成Sin
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DSin反并联结构，所述Sin
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DSin反并联结构与所述电容Cin串联。2.根据权利要求1所述的均压电路，还包括与开关管Tin并联的第一支路和第四支路，所述第一支路为反并联二极管支路，所述第四支路为静态均压支路。3.根据权利要求2所述的均压电路，所述第一支路包括二极管Din，所述二极管Din与开关管Tin反并联；所述第四支路包括电阻Rin。4.根据权利要求3所述的均压电路，其中：所述开关管Tin的第一电极连接至所述二极管Din的阴极，且所述开关管Tin的第二电极连接至所述二极管Din的阳极；所述电容Cin的正极连接至所述开关管Sin的第二电极，所述电容Cin的负极连接至所述开关管Tin的发射极或者阴极；所述开关管Sin的集电极或者阳极连接至所述开关管Tin的集电极或者阳极；所述开关管Sin的第一电极连接至所述二极管DSin的阴极，且所述开关管Sin的第二电极连接至所述二极管DSin的阳极。5.根据权利要求1
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4任意一项所述的均压电路，应用于任意拓扑的直流变压器中。6.根据权利要求5所述的均压电路，应用于DAB拓扑的直流变压器中。7.一种直流变压器拓扑结构，包括权利要求1
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4任意一项所述的均压电路，n个均压电路串联形成原边全桥电路和副边全桥电路，其中，n为整数，且n≥2；i为整数，且1≤i≤8，表示开关管处于第i桥臂之上；还包括支撑电容C1、支撑电容C2、辅助电感L1和变压器T；支撑电容C1与原边全桥电路串联；支撑电容C2与副边全桥电路串联；变压器连接于原边全桥电路和副边全桥电路之间；辅助电感L1连接于原边全桥电路和变压器T之间。8.一种均压装置，包括权利要求1
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4任意一项所述的均压电路，还包括：对比单元，用于将实际关断电流值与模式切换电流值进行对比；确定单元，用于根据实际关断电流值与模式切换电流值的对比结果确定工作模式。9.根据权利要求8所述的均压装置，还包括：获取单元，用于获取所述实际关断电流值；预设单元，用于预设模式切换电流值。10.根据权利要求9所述的均压装置，其中，根据电容Cin的容值、直流电压、串联器件的数目、死区时间、谐振时间以及移相电感计算所述模式切换电流值。11.根据权利要求10所述的均压装置，其中，单移相控制的DAB拓扑中，所述谐振时间的计算公式为：；其中，Tm为谐振时间，L为移相电感，C为电容Cin的容值，n为串联器件的数目；
当死区时间Td等于谐振时间Tm时，所述模式切换电流值的计算公式为：；其中，Ims为模式切换电流，U为直流电压，L为移相电感，C为电容Cin的容值，n为串联器件的数...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵彪，马已青，崔彬，屈鲁，吴锦鹏，余占清，曾嵘，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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