本技術(shù)涉及電力電子，尤其涉及一種星形連接的五相功率變換器及充電設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、新能源充電樁的應(yīng)用中，大功率直流充電樁的核心部件是功率變換器，功率變換器中常見的直流變直流的拓撲主要有半橋、全橋、三相等結(jié)構(gòu)；半橋、全橋、三相等結(jié)構(gòu)根據(jù)不同的設(shè)計思路又分為兩電平、三電平、原邊串/并、副邊串/并等方式。

2、隨著市場對功率變換器輸出功率增大的要求，對輸出電壓紋波、電流紋波質(zhì)量的要求，一般方案是通過增加輸出濾波器來解決，這種方案不能滿足市場對高功率密度、低成本的要求。然而在功率變換器的設(shè)計中，減少紋波、降低成本、提高可靠性是一個需要持續(xù)優(yōu)化的方向。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的主要目的在于提供一種星形連接的五相功率變換器及充電設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的功率變換器在減少紋波、降低成本、提高可靠性方面需要進一步優(yōu)化的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供一種星形連接的五相功率變換器，包括：濾波電路、第一五相斬波電路、諧振電路、第一五相變壓器和第一五相整流電路；第一五相變壓器中各變壓器原邊的第一輸入端分別通過對應(yīng)諧振電路連接對應(yīng)第一五相斬波電路的輸出端，第一五相變壓器中各變壓器原邊的第二輸入端相互連接；第一五相變壓器中各變壓器副邊的第二輸出端相互連接，且第一五相變壓器中各變壓器副邊的第一輸出端和對應(yīng)第一五相整流電路的輸入端連接；第一五相整流電路的輸出端和濾波電路的輸入端連接，濾波電路的輸出端連接負載。

3、可選地，第一五相斬波電路包括三電平五相斬波電路或兩電平五相斬波電路。

4、可選地，兩電平五相斬波電路具有第一公共輸入端、第二公共輸入端和五個輸出端；其中，兩電平五相斬波電路包括五個并聯(lián)的第一開關(guān)支路，第一開關(guān)支路包括第一開關(guān)管和第二開關(guān)管；各第一開關(guān)管的第一端相互連接后形成兩電平五相斬波電路的第一公共輸入端，各第二開關(guān)管的第二端相互連接后形成兩電平五相斬波電路的第二公共輸入端；同一第一開關(guān)支路中，第一開關(guān)管的第二端與第二開關(guān)管的第一輸入端連接后形成兩電平五相斬波電路的一個輸出端，且第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的控制端均連接控制電路。

5、可選地，三電平五相斬波電路具有第一公共輸入端、第二公共輸入端、第三公共輸入端和五個輸出端；其中，三電平五相斬波電路包括五個并聯(lián)的第二開關(guān)支路，第二開關(guān)支路包括第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第五開關(guān)管和第六開關(guān)管以及第一功率半導(dǎo)體器件和第二功率半導(dǎo)體器件；其中，同一第二開關(guān)支路中，第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第五開關(guān)管和第六開關(guān)管依次串聯(lián)，各第一開關(guān)管的第一端相互連接后形成三電平五相斬波電路的第一公共輸入端，各第六開關(guān)管的第二端相互連接后三電平五相斬波電路的第二公共輸入端；第一功率半導(dǎo)體器件的第二極連接第二功率半導(dǎo)體器件的第一極，第一功率半導(dǎo)體器件的第一極串接于第三開關(guān)管和第四開關(guān)管之間，第二功率半導(dǎo)體器件的第二極串接于第五開關(guān)管和第六開關(guān)管之間，第一功率半導(dǎo)體器件的第二極和第二功率半導(dǎo)體器件的第一極連接后形成三電平五相斬波電路的第三公共輸入端；第四開關(guān)管和第五開關(guān)管連接后形成三電平五相斬波電路的輸出端，且第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第五開關(guān)管和第六開關(guān)管的控制端均連接控制電路。

6、可選地，第一五相變壓器包括第一變壓器至第五變壓器，第一變壓器至第五變壓器的原邊均具有第一輸入端和第二輸入端、第一變壓器至第五變壓器的副邊均具有第一輸出端和第二輸出端；第一五相變壓器中第一變壓器至第五變壓器各自的第一輸入端均通過一諧振電路與第一五相斬波電路的各輸出端對應(yīng)連接，第一五相變壓器中第一變壓器至第五變壓器各自的第二輸入端相互連接；第一五相變壓器的第二輸出端相互連接，且第一五相變壓器的第一輸出端與第一五相整流電路的輸入端連接；或者，第一五相變壓器的第一變壓器至第五變壓器各自的第二輸入端連接，第一五相變壓器的第一變壓器至第五變壓器各自的第二輸出端連接下一個變壓器的第一輸出端，且第一五相變壓器的第一輸出端與第一五相整流電路的輸入端連接。

7、可選地，諧振電路包括多個串聯(lián)/并聯(lián)的電感電路和電容電路。

8、可選地，第一五相整流電路具有五個輸入端、第一公共輸出端和第二公共輸出端；第一五相整流電路包括：五個并聯(lián)的整流支路，整流支路包括第一功率半導(dǎo)體器件和第二功率半導(dǎo)體器件；各并聯(lián)的整流支路中的第一功率半導(dǎo)體器件的第一端連接后形成第一公共輸出端，各并聯(lián)的整流支路中的第二功率半導(dǎo)體器件的第二端連接后形成第二公共輸出端；第一功率半導(dǎo)體器件的第一端連接第一五相整流電路的第一公共輸出端，第二功率半導(dǎo)體器件的第二端連接第一五相整流電路第二公共輸出端，且各整流支路的第一功率半導(dǎo)體器件和第二功率半導(dǎo)體器件連接后形成第一五相整流電路的一輸入端。

9、可選地，濾波電路包括：差模電感，第一端連接第一五相整流電路的第一公共輸出端；第一濾波支路，第一端連接差模電感的第二端，第二端連接第一五相整流電路的第二公共輸出端；共模電感，包括第一繞組和第二繞組，第一繞組的第一端和第二繞組的第一端分別與第一電容支路的第一端和第二端對應(yīng)連接；第二濾波支路，第一端和第二端分別連接共模電感的第一繞組的第二端和共模電感的第二繞組的第二端。

10、可選地，星形連接的五相功率變換器還包括與第一五相斬波電路、第一五相變壓器和第一五相整流電路分別相鄰的第二五相斬波電路、第二五相變壓器和第二五相整流電路；其中，各第一五相斬波電路與各第二五相斬波電路均并聯(lián)；或者第一五相斬波電路的第二公共輸入端與第二五相斬波電路的第一公共輸入端連接；第一五相變壓器的各變壓器原邊的第一輸入端分別通過對應(yīng)諧振電路連接對應(yīng)第一五相斬波電路的輸出端，第一五相變壓器的各變壓器原邊的第二輸入端分別連接對應(yīng)第二五相變壓器的各變壓器原邊的第一輸入端，且各第二五相變壓器的各變壓器原邊的第二輸入端分別連接對應(yīng)第二五相斬波電路的輸出端；第一五相變壓器的各變壓器副邊第二輸出端均相互連接，第二五相變壓器各變壓器副邊的第二輸出端均相互連接；且第二五相變壓器各變壓器的第一輸出端和對應(yīng)第二五相整流電路的輸入端連接；或者，第一五相變壓器的各變壓器副邊第二輸出端與下一級變壓器副邊的第一輸出端連接，最后一個變壓器的第二輸出端與第一個變壓器的第一輸出端連接；第二五相變壓器的各變壓器副邊第二輸出端與下一級變壓器副邊的第一輸出端連接，最后一個變壓器的第二輸出端與第一個變壓器的第一輸出端連接；且第二五相變壓器各變壓器的第一輸出端和對應(yīng)第二五相整流電路的輸入端連接；第一五相整流電路的輸出端和第二五相整流電路的輸出端并聯(lián)后均連接濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端連接負載。

11、可選地，星形連接的五相功率變換器還包括多個輸入濾波電容和多個輸出濾波電容；輸入濾波電容并聯(lián)于第一五相斬波電路的第一公共輸入端和第二公共輸入端之間，另一輸入濾波電容并聯(lián)于第二五相斬波電路的第一公共輸入端和第二公共輸入端之間；輸出濾波電容并聯(lián)于第一五相整流電路第一公共輸出端和第二公共輸出端之間，另一輸出濾波電容并聯(lián)于第二五相整流電路的第一公共輸出端和第二公共輸出端之間。

12、為了解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)實施例還提供一種充電設(shè)備，包括星形連接的五相功率變換器。

13、為了實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)還提供一種充電設(shè)備，包括星形連接的五相功率變換器。

14、本技術(shù)實施例提出的一種星形連接的五相功率變換器及充電設(shè)備，通過各第一五相斬波電路和各第二五相斬波電路各自的第一公共輸入端和第二公共輸入端均并聯(lián)，或者各變換單元的第一五相斬波電路的第二公共輸入端和第二五相斬波電路的第一公共輸入端依次級聯(lián)；各變換單元的第一五相變壓器的各變壓器原邊的第二輸入端與第二五相變壓器的各變壓器原邊的第一輸入端連接，且第一五相變壓器的各變壓器原邊的第一輸入端分別通過各諧振電路連接第一五相斬波電路的各輸出端，第二五相變壓器的各變壓器原邊的第二輸入端分別連接第二五相斬波電路的各輸出端；各變換單元的第一五相變壓器的各變壓器副邊與第二五相變壓器各變壓器副邊均為五邊形連接或者星形連接，且第一五相變壓器的各變壓器的各第一輸出端和第一五相整流電路的各輸入端分別連接，第二五相變壓器各變壓器的各第一輸出端和第二五相整流電路的各輸入端分別連接；各變換單元的第一五相整流電路和第二五相整流電路各自的并聯(lián)后的第一公共輸出端和第二公共輸出端，分別與濾波電路的第一輸入端和第二輸入端連接，本實用新型的濾波電路的兩個輸出端連接負載，從而可以不使用多個功率管并聯(lián)的技術(shù)，可降低因并聯(lián)引起的不均流失效問題，本實用新型通過星形連接的五相功率變換器可以極大減少紋波電壓紋波電流的產(chǎn)生，對比h橋產(chǎn)生的紋波電壓減少50％以上，不使用多個功率管并聯(lián)的技術(shù)，可降低因并聯(lián)引起的不均流失效問題，進行拓撲級串并擴容，容易實現(xiàn)更大功率變換器。