[发明专利]基于单级功率变换模块的级联式变流器

权利要求书

1.一种基于单级功率变换模块的级联式变流器，包括主功率电路，所述主功率电路包括单级功率变换模块，单级功率变换模块采用第一模块单元（A），所述第一模块单元（A）包括单相二极管整流桥、开关器件和快恢复二极管、隔离高频变压器和原边滤波电容以及输出直流电容和负载，所述主功率电路包括输入电感和N个级联的所述第一模块单元（A），其中各个所述单相二极管整流桥的第二个交流输入端与下一个所述单相二极管整流桥的第一个交流输入端依次相连，级联起来的所述单相二极管整流桥剩余的两个交流输入端，即第一个所述单相二极管整流桥的第一个交流输入端与第N个所述单相二极管整流桥的第二个交流输入端经所述输入电感串联接入交流电网，其中，N为正整数。

2.根据权利要求1所述的基于单级功率变换模块的级联式变流器，其特征在于：其中所述单级功率变换模块替换采用第二模块单元（B），所述第二模块单元（B）包括单相二极管整流桥、开关器件和快恢复二极管、隔离高频变压器和原边滤波电容以及输出滤波电感、输出直流电容和负载。

3.根据权利要求1所述的基于单级功率变换模块的级联式变流器，其特征在于：其中所述单级功率变换模块替换采用第三模块单元（C），所述第三模块单元（C）包括单相二极管整流桥、开关器件和快恢复二极管、隔离高频变压器和原边滤波电容、辅助电感以及输出直流电容和负载。

4.根据权利要求1所述的基于单级功率变换模块的级联式变流器，其特征在于：其中所述单级功率变换模块替换采用第四模块单元（D），所述第四模块单元（D）包括一个单相二极管整流桥、一个由开关器件构成的H桥、快恢复二极管、隔离高频变压器和原边滤波电容以及输出滤波电感、输出直流电容和负载，其中，二极管整流桥直流输出侧经两并联二极管与由全控型器件组成的H桥交流侧相连，H桥直流侧并联一储能电容，H桥交流侧输出端接至隔离高频变压器原边，隔离高频变压器副边输出经二极管全波整流电路和输出滤波电感后与输出直流电容和负载相连。

5.根据权利要求1所述的基于单级功率变换模块的级联式变流器，其特征在于：其中所述单级功率变换模块替换采用第五模块单元（E），所述第五模块单元（E）包括两个单相二极管整流桥、一个由开关器件构成的H桥、快恢复二极管、隔离高频变压器、原边滤波电容和电感以及输出直流电容和负载。

6.采用权利要求1-5中任一所述的基于单级功率变换模块的级联式变流器构成的三相星接变流器拓扑结构，包括构成星接变流器的三相主功率电路，其特征在于：所述三相主功率电路包括三个电感和三个所述基于单级功率变换模块的级联式变流器，其中所述基于单级功率变换模块的级联式变流器中N个级联的模块单元所剩余的交流输入端共六个，N为正整数,位于每相的三个交流输入端构成一组接线端，而位于每相的另三个交流输入端构成另一组接线端，其中一组接线端接到一个公共的中性点上，另一组接线端分别与三个电感之一串联接入三相电网，构成星形连接。

7.采用权利要求1-5中任一所述的基于单级功率变换模块的级联式变流器构成的三相角接变流器拓扑结构，包括构成角接变流器的三相主功率电路，其特征在于：所述三相主功率电路包括三个电感和三个所述基于单级功率变换模块的级联式变流器，其中所述基于单级功率变换模块的级联式变流器中N个级联的模块单元所剩余的交流输入端共六个，N为正整数,位于每相的三个交流输入端构成一组接线端，而位于每相的另三个交流输入端构成另一组接线端，其中一组接线端接到一个公共的中性点上，另一组接线端依次连接至三相电网中的下一相输入端，构成角形连接。

8.采用权利要求1-5中任一所述的基于单级功率变换模块的级联式变流器构成的三相双星接变流器拓扑结构，包括构成双星接变流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个输入电感、六个桥臂电感和直流电容，其特征在于：所述三相主功率电路还包括六个所述基于单级功率变换模块的级联式变流器，六个基于单级功率变换模块的级联式变流器构成对接的两组星形连接，即在每组星形连接中，所述基于单级功率变换模块的级联式变流器中N个级联的模块单元所剩余的交流输入端共六个，N为正整数,位于每相的三个所述交流输入端构成一组接线端，而位于每相的另三个所述交流输入端构成另一组接线端，所述一组接线端接到一个公共的中性点上，所述另一组接线端分别与所述桥臂电感之一的一端相连，而位于每相桥臂上的两个所述桥臂电感的另一端相互对接，并分别经三个所述输入电感之一接至三相电网输入端，同时，第一组星形连接中的公共中性点和第二组星形连接中的公共中性点分别与所述直流电容的两端相连，构成双星形连接。