【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及变换器，尤其涉及一种非对称非隔离降压变换器、单相-两相变换器及单相-三相变换器。
技术介绍
1、在交直流混合配网、电力机车牵引及工业特种电源等电能变换领域，大功率变压器得到了广泛应用。目前高压大功率的应用场景下常见的变压器主要分为一般变压器和由电力电子器件实现能量传递的电力电子变压器：
2、(1)一般变压器结构如图1所示，其利用绕线产生磁场用磁芯材料导磁从而传递能量，通过改变绕组的匝数实现升压或者降压。
3、(2)基于多绕组变压器的降压变换器如图2所示，由多绕组工频变压器、前级整流器、后级逆变组成。通过调整变压器匝比实现输出电压与负载电压幅值匹配，同时也可以对逆变器输出电压的频率和相位进行控制。
4、(3)传统隔离型电力电子变压器如图3所示，前级整流器产生的直流电压，通过隔离型dc-dc的中高频变压器，可以实现直流电压的升降，然后通过逆变级的控制产生交流电，进而实现输入交流电压幅值和负载所需电压幅值、频率和相位的匹配。
5、上述变压器存在以下技术特点：
6、针对如图1所示工频变压器，其设计简单、可靠性高，通过变比的调整能够实现输入和输出交流电压幅值的匹配，但其体积大、损耗和发热问题严重，且工频变压器无法实现频率和相位的调整，因此难以适应多种工况的实际需求。
7、针对如图2所示多绕组变压器的降压变换器，其制造简单成本低，但需要新增体积较大的工频变压器，不适用于有轻量化要求的场合。
8、针对如图3所示电力电子变压器，其具有调压范围广、可
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的问题，提供了一种非对称非隔离降压变换器、单相-两相变换器及单相-三相变换器。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现：一种非对称非隔离降压变换器，包括级联的降压单元和非隔离单元，降压单元包括一个或多个级联的降压模块，降压模块包括第一整流器，第一整流器输出端空置；非隔离单元包括一个或多个级联的非隔离模块，非隔离模块包括顺次级联的第二整流器和逆变器，第一整流器、第二整流器输入侧级联，逆变器输出侧级联。
3、在一示例中，所述第一整流器的输出端并联有第一电容，第一电容正负端空置。
4、在一示例中，所述第二整流器与逆变器之间并联有第二电容。
5、在一示例中，所述第一整流器、第二整流、逆变器均为全桥电路。
6、在一示例中，所述第一整流器、第二整流为全桥电路，逆变器为半桥电路。
7、在一示例中，所述全桥电路中两个桥臂的上下桥臂均包括一个开关器件，半桥电路的上下桥臂均包括一个开关器件，形成两电平全桥半桥变换器。
8、在一示例中，所述全桥电路中两个桥臂的上下桥臂均包括两个开关器件，半桥电路的上下桥臂均包括两个开关器件，形成三电平全桥半桥变换器。
9、本专利技术还包括一种单相-两相变换器，包括两个级联的上述任一示例组成或替换组合形成的所述非对称非隔离降压变换器，分别从每个非对称非隔离降压变换器中引出一相电压，形成单相-两相变换器。
10、本专利技术还包括一种单相-三相变换器，包括三个级联的上述任一示例组成或替换组合形成的所述非对称非隔离降压变换器，分别从每个非对称非隔离降压变换器中引出一相电压，形成单相-三相变换器。
11、需要进一步说明的是，上述各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。
12、与现有技术相比，本专利技术有益效果是：
13、1.本专利技术完全取消了体积大、重量大的传统变压器结构，提高了变换器功率密度的同时，减少了器件的数量；同时，相较传统的非隔离型电力电子变压器，本专利技术通过具有空载的降压单元进行降压，降压能力更强，且可以在一定程度上扩展了输入输出的移相角范围；进一步地，通非隔离模块中级联的第二整流器和逆变器，能够将直流电源转换为交流电源供给外部负载，当需要将外部交流电源转换回直流电源时，逆变器可以工作在整流模式，即本专利技术变换器拓扑具有可工作于四象限，实现有功无功的双向传输，也可以对输入输出进行控制、移相(通过控制整流器、逆变器中开关器件的开关状态实现)等操作。
14、2.本专利技术变换器输入输出均为全桥时，能够实现9:2、18:2以及27:2的降压比；变换器输入为全桥输出为半桥，结合了全桥和半桥变换器特点，以此满足特定的功率转换需求，进而实现更低成本的更大降压比，如输出为1个电机时的9:1降压比满足矿用供电需求，当输出为2个电机时18:1的降压比满足车载牵引变流器的应用需求。
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1.一种非对称非隔离降压变换器，其特征在于，包括级联的降压单元和非隔离单元，降压单元包括一个或多个级联的降压模块，降压模块包括第一整流器，第一整流器输出端空置；非隔离单元包括一个或多个级联的非隔离模块，非隔离模块包括顺次级联的第二整流器和逆变器。
2.根据权利要求1所述的非对称非隔离降压变换器，其特征在于，所述第一整流器的输出端并联有第一电容，第一电容正负端空置。
3.根据权利要求1所述的非对称非隔离降压变换器，其特征在于，所述第二整流器与逆变器之间并联有第二电容。
4.根据权利要求1所述的非对称非隔离降压变换器，其特征在于，所述第一整流器、第二整流、逆变器均为全桥电路。
5.根据权利要求1所述的非对称非隔离降压变换器，其特征在于，所述第一整流器、第二整流为全桥电路，逆变器为半桥电路。
6.根据权利要求5所述的非对称非隔离降压变换器，其特征在于，所述全桥电路中两个桥臂的上下桥臂均包括一个开关器件，半桥电路的上下桥臂均包括一个开关器件，形成两电平全桥半桥变换器。
7.根据权利要求5所述的非对称非隔离降压变换器，
8.一种单相-两相变换器，其特征在于，包括两个级联的权利要求1-7任一项所述非对称非隔离降压变换器，分别从每个非对称非隔离降压变换器中引出一相电压，形成单相-两相变换器。
9.一种单相-三相变换器，其特征在于，包括三个级联的权利要求1-7任一项所述非对称非隔离降压变换器，分别从每个非对称非隔离降压变换器中引出一相电压，形成单相-三相变换器。
...【技术特征摘要】
1.一种非对称非隔离降压变换器，其特征在于，包括级联的降压单元和非隔离单元，降压单元包括一个或多个级联的降压模块，降压模块包括第一整流器，第一整流器输出端空置；非隔离单元包括一个或多个级联的非隔离模块，非隔离模块包括顺次级联的第二整流器和逆变器。
2.根据权利要求1所述的非对称非隔离降压变换器，其特征在于，所述第一整流器的输出端并联有第一电容，第一电容正负端空置。
3.根据权利要求1所述的非对称非隔离降压变换器，其特征在于，所述第二整流器与逆变器之间并联有第二电容。
4.根据权利要求1所述的非对称非隔离降压变换器，其特征在于，所述第一整流器、第二整流、逆变器均为全桥电路。
5.根据权利要求1所述的非对称非隔离降压变换器，其特征在于，所述第一整流器、第二整流为全桥电路，逆变器为半桥电路。
【专利技术属性】
技术研发人员：孟令辉，邓健辉，舒泽亮，宋鹏，周亚玲，
申请(专利权)人：四川航天烽火伺服控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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