输入串联输出并联直流变压器

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1、第42卷第1期2010年2月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics＆AstronauticsV01．42No．1Feb．2010输入串联输出并联直流变压器张先进陈杰龚春英(南京航空航天大学自动化学院，南京，210016)摘要：随着电力电子技术的发展，直流变压器得到了越来越多的关注。为了实现低压功率器件在高压电能变换中应用，人们采取了多电平拓扑结构、功率管串联技术和功率模块的串联技术等。本文以全桥直流变压器功率模块组成输入串联输出并联(Inputs

2、eriesandoutputparallel，ISoP)结构直流变压器为研究对象，并详细地分析了其基本原理和影响均压的因素。仿真和实验结果验证了理论分析正确性，并表明在模块参数基本一致时，Is0P结构直流变压器能够获得较好的均压效果。关键词：非并网风电；直流变压器；输入串联输出并联；输入均压；功率模块中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1005—2615(2010)01—0030—07Input-SeriesOutput—ParallelDCTransformerZhangXianjin，Che

3、ndie，GongChunying(CollegeofAutomationEngineering。NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Withthedevelopmentofpowerelectronictechnology，DCtransformerbasedonpowerdevicesisfocusedoninresentyears．Torealizelowvoltagepowerelect

4、ronicdevicesunderthehighvoltagecon—dition，IGBTseries，muhilevelconvertersandinput-seriesoutput—parallelconvertersareresearched．Thispaperintroducestheinput—seriesoutput—parallelDCtransformer(ISOPDCtransformer)basedonfull-bridgetopologyandanalyzesthebasicpri

5、ncipleofISOPDCtransformerandtheinfluencinginputvoltagefactors．Simulationandexperimentalresultsverifytheaboveanalyzes．Keywords：non—grid—connectionwindpower；DC-DCtransformer；inputseriesandoutputparallel(ISOP)；input—voltagesharing；powermodularconverter～近年来，通

6、过电力电子变换技术实现电压变换和能量传递的新型变压器——电力电子变压器(PET)得到了越来越多的关注。在文献[1—2]中，将直流变压器应用在连接两个交流系统的AC／DC和DC／AC之间实现两个交流系统隔离。为了提高分布式和两级结构的电压调整模块以及航空静止变流器等供电系统的效率和功率密度，将DC／DC变压器应用在两个直流系统之间Is-6]。与交流输电相比，高压直流输电具有输送功率容量大、损耗小、输送距离远和稳定性好等特点，而有广阔的应用前景。目前在高压直流输电系统中整流侧和逆变侧，仍然需要工频变压器来实现

7、与交流电网相连，体积大重量重。直流输电仍然作为交流输电一种辅助功能，没有直接用于用电设备。为了适应将来将高压直流输电直接应用于用电设备，尤其对大规模非并网风力发电等独立电力系统口]，原方案就显得笨重而不经济。需要具有和交流隔离变压器功能类似的直流变压装置，将高压直流电转换成隔离的满足用电设备要求的各种直流电。由于单个功率器件的耐压值通常是有限的，所以单个功率器件无法直接应用于高电压场合。为了实现低压功率器件能够应用在高电压场合，通常采用以下几种方法：(1)多电平技术1-¨3；(2)多个功率器件串联技术[1

8、¨妇；(3)多个功率模块串联技基金项目：国家重点基础研究发展计划(“九七三”计划)(2007CB210303)资助项目．收稿日期：2009一01—08；修订日期：2009—04—14作者简介：张先进，男，博士研究生，1975年生；龚春英(联系人)，女，教授，博士生导师。E—mail：zjnjgey@nuaa．edu．cn．第1期张先进，等：输入串联输出并联直流变压器31术[12。1引。本文以全桥直流变压器功率模块组成的输入串联