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申请/专利权人：上海交通大学

摘要：本发明提供了一种具备单极短路故障隔离能力的双向双极直流变换器，半桥HB1配合电容C1、电容C2接入双极系统正极，并通过高频变压器Tr1连接半桥HB3、半桥HB4；半桥HB2配合电容C3、电容C4接入双极系统负极，并通过高频变压器Tr2连接半桥HB4、半桥HB5；半桥HB3、半桥HB4、半桥HB5以及输出电容并联连接。本发明采用并联双变压器半桥结构，实现双极侧正极与负极功率解耦；具备双极与单极两种运行模式，可实现储能设备灵活接入双极直流系统；双极直流侧发生单极故障后，能够维持单极侧储能与双极侧未故障极之间功率正常交换。

主权项：1.一种具备单极短路故障隔离能力的双向双极直流变换器，其特征在于，包括：正极端口功率回路、负极端口功率回路、第一电容、第二电容以及第三电容；所述正极端口功率回路包括半桥HB1、高频变压器Tr1、半桥HB3以及半桥HB4；所述半桥HB1与所述第二电容并联后接入双极直流系统正极，并通过所述高频变压器Tr1连接所述半桥HB3、所述半桥HB4；所述负极端口功率回路包括半桥HB2、高频变压器Tr2、半桥HB4以及半桥HB5；所述半桥HB2与所述第三电容并联后接入双极直流系统负极，并通过所述高频变压器Tr2连接所述半桥HB4、所述半桥HB5；所述正极端口功率回路和所述负极端口功率回路共用所述半桥HB4；所述半桥HB3、所述半桥HB4、所述半桥HB5以及第一电容并联连接；所述第一电容为电容Co；所述第二电容包括电容C1和电容C2，所述电容C1和所述电容C2串联后与所述半桥HB1并联；所述第三电容包括电容C3和电容C4，电容C3和电容C4串联后与所述半桥HB2并联；所述半桥HB1包括开关MOS管S11和开关MOS管S12；所述半桥HB2包括开关MOS管S21和开关MOS管S22；所述半桥HB3包括开关MOS管S31和开关MOS管S32；所述半桥HB4包括开关MOS管S41和开关MOS管S42；所述半桥HB5包括开关MOS管S51和开关MOS管S52；所述开关MOS管S11的漏极连接所述电容C1的正极和所述双极直流系统的正极母线；所述开关MOS管S11的源极分别连接所述高频变压器Tr1的第一输入端和所述开关MOS管S12的漏极；所述开关MOS管S12的源极分别连接所述电容C2的负极、所述电容C3的正极、所述开关MOS管S21的漏极以及所述双极直流系统的中性线；所述开关MOS管S21的源极分别连接所述高频变压器Tr2的第一输入端和所述开关MOS管S22的漏极；所述开关MOS管S22的源极分别连接所述电容C4的负极和所述双极直流系统的负极母线；所述电容C1的负极分别连接所述电容C2的正极和所述高频变压器Tr1的第二输入端；所述电容C3的负极分别连接所述电容C4的正极和所述高频变压器Tr2的第二输入端；所述高频变压器Tr1的第一输出端分别连接所述开关MOS管S31的源极和所述开关MOS管S32的漏极；所述高频变压器Tr1的第二输出端分别连接所述高频变压器Tr2的第一输出端、所述开关MOS管S41的源极以及所述开关MOS管S42的漏极；所述高频变压器Tr2的第二输出端分别连接所述开关MOS管S51的源极和所述开关MOS管S52的漏极；所述开关MOS管S31的漏极分别连接所述开关MOS管S41的漏极、所述开关MOS管S51的漏极以及所述电容Co的正极；所述开关MOS管S32的源极分别连接所述开关MOS管S42的源极、所述开关MOS管S52的源极以及所述电容Co的负极；双向双极直流变换器具有双极运行模式和单极运行模式；当双向双极直流变换器的双极直流端口所连接的直流母线发生单极短路故障时，变换器从双极运行模式切换至单极运行模式，隔离故障端口相应功率回路，同时，另一路功率回路保持畅通。

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