【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及變換器，具體涉及一種實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器。
技術介紹
1、電能作為清潔的二次能源，以其廣泛的適用性，應用于多種應用場景。而在深海深井、太空、生物醫藥、礦場等特殊情境，對于電能使用的安全可靠性能提出了更高的要求。在有源三相整流器的實際應用中，通常需要用到前后兩級功率變換器，前級實現功率因數校正功能，后級實現輸出端和電源的隔離同時調節輸出電壓，但兩級電路增加了元器件的使用，進而增加整機制作成本，并且前后級電路需要較多的電壓電流傳感器，控制電路復雜，降低了系統的可靠性。
2、而使用基于一級能量變換的變換器，即可實現功率因數校正和輸出電壓調節，且變換器本身能夠實現隔離，這有利于降低三相整流器的成本和控制難度，提高功率密度。
技術實現思路
1、（一）解決的技術問題
2、針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，解決了現有的交直流變換器效率低的技術問題。
3、（二）技術方案
4、為實現以上目的，本專利技術通過以下技術方案予以實現：
5、第一方面，本專利技術提供一種實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，包括帶變壓器的交流模塊、h4全橋模塊、第三開關和滿足雙向電流路徑的開關組；
6、其中，所述帶變壓器的交流模塊均包括四個端口；所述h4全橋模塊包括四個橋臂，第一橋臂和第二橋臂的公共端為h4全橋模塊的第一端，第三橋臂和第四橋臂的公共端為h4全橋模塊
7、帶變壓器的交流模塊包括第一電感、中間電容、第二電感和變壓器；其中，第一電感的第一端為交流模塊的第一端口，第一電感的第二端經由中間電容和變壓器的第一線圈的第一端連接，第一線圈的第二端為交流模塊第二端口，第二電感與第一線圈并聯；變壓器的第二級線圈的第一端為交流模塊的第三端口，第二線圈的第二端為交流模塊的第四端口；
8、帶變壓器的交流模塊第一端口和第二端口接外部交流電源；
9、交流模塊第三端口、第三端口分別連接h4全橋模塊的第三端、第四端；
10、h4全橋模塊的第一端連接負載的第一端，第二端經由第三開關連接負載的第二端；
11、滿足雙向電流路徑的開關組的第一端連在第一電感和中間電容的公共端上，第二端連接在外部交流電源和變壓器的公共端上；
12、在所述單級交直流變換器工作時，滿足雙向電流路徑的開關組與第三開關互補導通。
13、優選的，所述h4全橋模塊的包括4個二極管，或4個開關，或者4個開關管。
14、優選的，所述滿足雙向電流路徑的開關組包括兩個帶續流二極管的開關管，兩個開關管為對頂開關管。
15、優選的，所述第三開關為開關管或者單刀開關。
16、第二方面，本專利技術提供一種實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，包括三個帶變壓器的交流模塊、三個直流模塊、第七開關和三個滿足雙向電流路徑的開關組；
17、其中，每個帶變壓器的交流模塊均包括四個端口；每個直流模塊包括三個端口，其中，三個直流模塊的第一端口連接在一起，三個直流模塊的第三端口連接在一起，第二端口位于第一端口和第三端口之間，為外部連接端；
18、所述三個帶變壓器的交流模塊均包括第一電感、中間電容、第二電感和變壓器；其中，第一電感的第一端為交流模塊的第一端口，第一電感的第二端經由中間電容和變壓器的第一級線圈的第一端連接，第一線圈的第二端為交流模塊第二端口，第二電感與第二線圈并聯；變壓器的第二線圈的第一端為交流模塊的第三端口，第二線圈的第二端為交流模塊的第四端口；
19、每個帶變壓器的交流模塊第一端口分別連接三相電網的a、b、c三相，三個帶變壓器的交流模塊的第二端口連接在一起；
20、三個帶變壓器的交流模塊第三端口分別連接在三個直流模塊的第二端口上，三個帶變壓器的交流模塊第四端口連接一起；
21、每個所述帶變壓器的交流模塊的第一電感和中間電容的公共端經由一個滿足雙向電流路徑開關管組與交流模塊的第二端口連接；
22、在所述單級交直流變換器工作時，在三個直流模塊中的電流方向均為第三端口流向第二端，第二端流向第一端口；三個滿足雙向電流路徑的開關組與第七開關互補導通；
23、所述單級交直流變換器能實現電流雙向流動，當電流由交流模塊流向直流模塊時，三個直流模塊的第一端口的公共端與負載的第一端連接，三個直流模塊的第三端口的公共端經由第七開關的與負載的第二端連接；當電流由直流模塊流向交流模塊時，三個直流模塊的第一端的公共端連接直流電源的正極，三個直流模塊的第三端的公共端經由第七開關連接直流電源的負極。
24、優選的，所述直流模塊中，第一端口和第二端口之間、第二端口和第三端口之間連接開關管或連接單刀開關。
25、優選的，所述直流模塊中，第一端口和第二端口之間、第二端口和第三端口之間連接二極管；其中，第一二極管的陰極連接第一端口，陽極連接第二端口；第二二極管的陰極連接第二端口，陽極連接第三端口。
26、優選的，所述第七開關為開關管或者單刀開關。
27、優選的，通過改變三個滿足雙向電流路徑的開關組的占空比實現輸出電壓升壓、降壓的控制。
28、優選的，所述滿足雙向電流路徑的開關組包括兩個帶續流二極管的開關管。
29、（三）有益效果
30、本專利技術提供了一種實現高頻隔離功率因數校正的三相的單級交直流變換器。與現有技術相比，具備以下有益效果：
31、與兩級能量變換構型等裝備相比，本專利技術實施例的交直流變換器相當于一級能量變換的隔離型單級sepic-pfc變換器，其電路結構簡單，不需要母線電容，降低成本，采用一級架構，提升了效率。
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1.一種實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，其特征在于，包括帶變壓器的交流模塊、H4全橋模塊、第三開關和滿足雙向電流路徑的開關組；
2.如權利要求1所述的實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，其特征在于，所述H4全橋模塊的包括4個二極管，或4個開關，或者4個開關管。
3.如權利要求1所述的實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，其特征在于，所述滿足雙向電流路徑的開關組包括兩個帶續流二極管的開關管，兩個開關管為對頂開關管。
4.如權利要求1所述的實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，其特征在于，所述第三開關為開關管或者單刀開關。
5.一種實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，其特征在于，包括三個帶變壓器的交流模塊、三個直流模塊、第七開關和三個滿足雙向電流路徑的開關組；
6.如權利要求5所述的一種實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，其特征在于，所述直流模塊中，第一端口和第二端口之間、第二端口和第三端口之間連接開關管或連接單刀開關。
7.如權利要求5所述的實現高頻隔離功率因數校
8.如權利要求5所述的實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，其特征在于，所述第七開關為開關管或者單刀開關。
9.如權利要求5~8任一所述的實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，其特征在于，通過改變三個滿足雙向電流路徑的開關組的占空比實現輸出電壓升壓、降壓的控制。
10.如權利要求5~8任一所述的實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，其特征在于，所述滿足雙向電流路徑的開關組包括兩個帶續流二極管的開關管。
...【技術特征摘要】
1.一種實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，其特征在于，包括帶變壓器的交流模塊、h4全橋模塊、第三開關和滿足雙向電流路徑的開關組；
2.如權利要求1所述的實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，其特征在于，所述h4全橋模塊的包括4個二極管，或4個開關，或者4個開關管。
3.如權利要求1所述的實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，其特征在于，所述滿足雙向電流路徑的開關組包括兩個帶續流二極管的開關管，兩個開關管為對頂開關管。
4.如權利要求1所述的實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，其特征在于，所述第三開關為開關管或者單刀開關。
5.一種實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換器，其特征在于，包括三個帶變壓器的交流模塊、三個直流模塊、第七開關和三個滿足雙向電流路徑的開關組；
6.如權利要求5所述的一種實現高頻隔離功率因數校正的單級交直流變換...
【專利技術屬性】
技術研發人員：汪洪亮，江洋，趙欣輝，王瀚哲，康迪，韓明洋，岳秀梅，
申請(專利權)人：湖南大學，
類型：發明
國別省市：
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