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专利号: 201911164352X
申请人: 中南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种单相固态变压器的拓扑结构,其特征在于,包括:交流电源,所述交流电源的正极端与第一电感的第一端电连接;

第一H桥电路,所述第一H桥电路的第一端与所述第一电感的第二端电连接,所述第一H桥电路的第二端与所述交流电源的负极端电连接;

双向DC-DC变换器,所述双向DC-DC变换器的第一端与所述第一H桥电路的第三端电连接,所述双向DC-DC变换器的第二端与所述第一H桥电路的第四端电连接;

双向buck电路,所述双向buck电路的第一端与所述双向DC-DC变换器的第一端电连接,所述双向buck电路的第二端与所述双向DC-DC变换器的第二端电连接;

第二H桥电路,所述第二H桥电路的第一端与所述双向buck电路的第一端电连接,所述第二H桥电路的第二端与所述双向buck电路的第二端电连接。

2.根据权利要求1所述的单相固态变压器的拓扑结构,其特征在于,所述第一H桥电路包括:第一开关管,所述第一开关管的发射极与所述第一电感的第二端电连接;

第二开关管,所述第二开关管的集电极与所述第一开关管的发射极电连接;

第三开关管,所述第三开关管的集电极与所述第一开关管的集电极电连接;

第四开关管,所述第四开关管的集电极分别与所述第三开关管的发射极和所述交流电源的负极端电连接,所述第四开关管的发射极与所述第二开关管的发射极电连接。

3.根据权利要求1所述的单相固态变压器的拓扑结构,其特征在于,所述双向DC-DC变换器包括:原边直线母线电容模块,所述原边直线母线电容模块的第一端与所述第三开关管的集电极电连接,所述原边直线母线电容模块的第二端与所述第四开关管的发射极电连接;

第一半桥电路,所述第一半桥电路的第一端与所述原边直线母线电容模块的第一端电连接,所述第一半桥电路的第二端与所述原边直线母线电容模块的第二端电连接;

LC谐振电路,所述LC谐振电路的第一端与所述原边直线母线电容模块的第三端电连接,所述LC谐振电路的第二端与所述第一半桥电路的第三端电连接;

高频变压器,所述高频变压器的第一端与所述LC谐振电路的第三端电连接;

第三H桥电路,所述第三H桥电路的第一端与所述高频变压器的第二端电连接。

4.根据权利要求3所述的单相固态变压器的拓扑结构,其特征在于,所述原边直线母线电容模块包括:第一薄膜电容,所述第一薄膜电容的第一端与所述第三开关管的集电极电连接;

第二薄膜电容,所述第二薄膜电容的第一端与所述第一薄膜电容的第二端电连接,所述第二薄膜电容的第二端与所述第四开关管的发射极电连接。

5.根据权利要求3所述的单相固态变压器的拓扑结构,其特征在于,所述第一半桥电路包括:第五开关管,所述第五开关管的集电极与所述第一薄膜电容的第一端电连接;

第六开关管,所述第六开关管的集电极与所述第五开关管的发射极电连接,所述第六开关管的发射极与所述第二薄膜电容的第二端电连接。

6.根据权利要求3所述的单相固态变压器的拓扑结构,其特征在于,所述LC谐振电路包括:谐振电感,所述谐振电感的第一端与所述第六开关管的集电极电连接;

谐振电容,所述谐振电容的第一端与所述第二薄膜电容的第一端电连接。

7.根据权利要求3所述的单相固态变压器的拓扑结构,其特征在于,所述高频变压器包括:原边绕组,所述原边绕组的第一端与所述谐振电感的第二端电连接,所述原边绕组的第二端与所述谐振电容的第二端电连接;

副边绕组,所述副边绕组的第一端与第七开关管的发射极电连接,所述副边绕组的第二端与第九开关管的发射极电连接。

8.根据权利要求3所述的单相固态变压器的拓扑结构,其特征在于,所述第三H桥电路包括:第七开关管;

第八开关管,所述第八开关管的集电极与所述第七开关管的发射极电连接;

第九开关管,所述第九开关管的集电极与所述第七开关管的集电极电连接;

第十开关管,所述第十开关管的集电极与所述第九开关管的发射极电连接,所述第十开关管的发射极与所述第八开关管的发射极电连接;

第三薄膜电容,所述第三薄膜电容的第一端与所述第九开关管的集电极电连接,所述第三薄膜电容的第二端与所述第十开关管的发射极电连接。

9.根据权利要求1所述的单相固态变压器的拓扑结构,其特征在于,所述双向buck电路包括:第十一开关管,所述第十一开关管的集电极与所述第三薄膜电容的第一端电连;

第十二开关管,所述第十二开关管的集电极与所述第十一开关管的发射极电连接;

第二电感,所述第二电感的第一端与所述第十二开关管的集电极电连接;

第一电容,所述第一电容的第一端与所述第二电感的第二端电连接,所述第一电容的第二端与所述第十二开关管的发射极电连接。

10.根据权利要求1所述的单相固态变压器的拓扑结构,其特征在于,所述第二H桥电路包括:第十三开关管,所述第十三开关管的集电极与所述第二电感的第二端电连接;

第十四开关管,所述第十四开关管的集电极与所述第十三开关管的发射极电连接;

第十五开关管,所述第十五开关管的集电极与所述第十四开关管的集电极电连接;

第十六开关管,所述第十六开关管的集电极与所述第十五开关管的发射极电连接,所述第十六开关管的发射极与所述第十四开关管的发射极电连接;

第三电感,所述第三电感的第一端与所述第十四开关管的集电极电连接;

第二电容,所述第二电容的第一端与所述第三电感的第二端电连接,所述第二电容的第二端与所述第十六开关管的集电极电连接;

第一负载,所述第一负载的第一端与所述第二电容的第一端电连接,所述第一负载的第二端与所述第二电容的第二端电连接。