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固態變壓器(SST)也稱為電力電子變壓器(PET),是一種基于電力電子器件的高頻電能變換裝置,替代傳統工頻變壓器,具備電壓轉換、電氣隔離等基本功能,還可以實現功率控制調節、諧波抑制及能量雙向流動的多端口接人等輔助功能。其核心是通過高頻電力電子電路實現高效能量轉換,已應用于智能微電網、電動汽車充電、可再生能源并網等領域。隨著新型功率器件選代,該技術在數據中心也可進行規模應用。
SST電源共有3個變換環節。首先,通過高壓功率管,將輸入的工頻10kV交流整流為直流電壓,因輸人電壓較高,通常采用多個級聯全橋或半橋整流電路。其次,經過高頻高壓的全橋或半橋等電路,將高壓直流電壓斬波為高頻脈沖電壓,再通過高頻變壓器實現高頻脈沖電壓的升/降壓和電氣隔離。最后,輸出級將變壓器輸出的高頻電壓波形整流為負載所需的直流電壓,如數據中心常用的直流240V直流電壓,也可將直流輸出電壓逆變為所需頻率和電壓的交流電,支持靈活調節輸出波形供不同設備使用。某一相SST常見拓撲結構如圖4所示。