[发明专利]多电平整流的T型变换器拓扑结构

权利要求书

1.多电平整流的T型变换器拓扑结构，其特征在于：将k个电容C_T1、C_T2……C_T(k-1)、C_Tk顺次串联构成的支路以及将k个电容C_B1、C_B2……C_B(k-1)、C_Bk顺次串联构成的支路通过将C_T1与C_B1相连而串联构成T型变换器的纵轴，其中C_T1与C_B1的连接点作为纵轴电容的中点D₀；k个双向开关S₁、S₂……S_k-1、S_k顺次串联构成T型变换器的横轴；

双向开关S_i、S_i+1之间的节点D_i和C_Ti、C_T(i+1)的节点D_Ti之间有一条支路，是由2i个单向开关S_Til，S_Ti2……S_Ti(2i)顺次串联构成从横轴流向纵轴的单向整流支路，在节点D_i和C_Bi与C_B(i+1)间的节点D_Bi之间有另一支路，该支路是由2i个单向开关S_Bi1，S_Bi2……S_Bi(2i)顺次串联构成从纵轴流向横轴的单向整流支路，与前述的整流支路的方向相反；S_k作为T型横轴的最后一个开关，其一端与S_k-1相连，另一端是交流端，通过电感接到交流电源的输出端，并同时通过两条支路与纵轴相连，其中一条是通过2k个单向开关S_Tk1、S_Tk2……S_Tk(2k)顺次串联构成从横轴流向纵轴的单向整流支路与C_Tk的正极相连，另一条是通过2k个单向开关S_Bk1、S_Bk2……S_Bk(2k)顺次串联构成从纵轴流向横轴的单向整流支路与C_Bk的负极相连；横轴的双向可控开关S₁的两个端子中，有一个端子与S₂相连，另一端子与纵轴电容的中点D₀相连；在扩展电平时，S_k、C_Tk、C_Bk、2k个单向开关S_Tk1，S_Tk2……S_Tk(2k)、2k个单向开关S_Bk1，S_Bk2……S_Bk(2k)同时出现，并按上述所描述的连接方式接入到T型的三个端点上；按上述方式，通过增加横轴上的双向可控开关，纵轴上的电容以及横轴与纵轴之间的支路数量，来增加变换器的电平数；其中k为一个正整数常数，i＝1，2……k-1。

2.根据权利要求1所述的多电平整流的T型变换器拓扑结构，其特征在于：交流电源的一端经电感后，通过T型拓扑的横轴与纵轴电容中点D₀相连。

3.根据权利要求1所述的多电平整流的T型变换器拓扑结构，其特征在于：交流电源的另一端接地，或与T型纵轴的电容中点相连，或在以电源为中心按照前述T型变换器的横轴结构对称延长横轴情况下，通过延长的横轴与T型纵轴的电容中点相连，并增加单向整流支路与相应的纵轴节点相连；在对称延长横轴的情况下，电源端的两个对称电感用单个电感替代。

4.根据权利要求1所述的多电平整流的T型变换器拓扑结构，其特征在于：该拓扑中横轴上的双向开关通过两个MOSFET或两个IGBT反向串联构成或通过MOSFET(M_k)与二极管(D_k1、D_k2、D_k3、D_k4)构成。

5.根据权利要求1所述的多电平整流的T型变换器拓扑结构，其特征在于：单向整流支路上的多个串联二极管的每一个根据电压、电流的需要由单只二极管实现或是多只二极管串并联实现。