[发明专利]可输出交流电压和直流电压的双级式矩阵变换器拓扑结构

权利要求书

1.一种可输出交流电压和直流电压的双级式矩阵变换器拓扑结构，包括三相交流电源、电源侧滤波电感、电压型整流器（VSC）、电流型逆变器（CSC）、三相交流负载、交流负载侧LC滤波器、直流输出电路；三相交流电源通过电源侧滤波电感接到电压型整流器（VSC）的三相交流输入端，三相交流负载通过交流负载侧LC滤波器接到电流型逆变器（CSC）的三相交流输出端；其特征在于：所述直流输出电路连接在直流母线上，具体的，

所述直流输出电路包括第十三全控型器件(V13)、第十三二极管(D13)、直流负载(R_LD)、第七滤波电感(L7)、第四滤波电容(C4)；第十三全控型器件(V13)的集电极和第十三二极管(D13)的阳极接到电压型整流器（VSC）的直流母线正端(P1)，第十三全控型器件(V13)的发射极、第四滤波电容(C4)的一端、直流负载(R_LD)的负端接到电流型逆变器（CSC）直流母线正端(P2)，直流负载(R_LD)的正端与第七滤波电感(L7)的一端相连，第四滤波电容(C4)的另一端、第七滤波电感(L7)的另一端与第十三二极管(D13)的阴极相连。

2.根据权利要求1所述的一种可输出交流电压和直流电压的双级式矩阵变换器拓扑结构，其特征在于：

所述电压型整流器（VSC）包括第一到第六全控型器件(V1、V2、V3、V4、V5、V6)和第一到第六二极管(D1、D2、D3、D4、D5、D6)；

第一全控型器件(V1)的发射极、第二全控型器件(V2)的集电极、第一二极管(D1)的阳极、第二极管(D2)的阴极相连并引出作为电压型整流器的U相交流输入端；第三全控型器件(V3)的发射极、第四全控型器件(V4)的集电极、第三二极管(D3)的阳极、第四二极管(D4)的阴极相连并引出作为电压型整流器的V相交流输入端；第五全控型器件(V5)的发射极、第六全控型器件(V6)的集电极、第五二极管(D5)的阳极、第六二极管(D6)的阴极相连并引出作为电压型整流器的W相交流输入端；

第一全控型器件(V1)的集电极、第一二极管(D1)的阴极、第三全控型器件(V3)的集电极、第三二极管(D3)的阴极、第五全控型器件(V5) 的集电极、第五二极管(D5)的阴极相连并形成电压型整流器（VSC）的直流母线正端(P1)即第一条直流母线正端(P1)；

第二全控型器件(V2)的发射极、第二二极管(D2)的阳极、第四全控型器件(V4)的发射极、第四二极管(D4)的阳极、第六全控型器件(V6)的发射极相连并形成直流母线负端(N)。

3.根据权利要求1所述的一种可输出交流电压和直流电压的双级式矩阵变换器拓扑结构，其特征在于：

所述电流型逆变器（CSC）包括第七到第十二全控型器件(V7、V8、V9、V10、V11、V12)和第七到第十二二极管(D7、D8、D9、D10、D11、D12)；

第七全控型器件(V7)的集电极和第七二极管(D7)的阴极相连，第七全控型器件(V7)的发射极和第八二极管(D8)的阳极相连并引出作为A相交流输出端，第八二极管(D8)的阴极和第八全控型器件(V8)的集电极相连；

第九全控型器件(V9)的集电极和第九二极管(D9)的阴极相连，第九全控型器件(V9)的发射极和第十二极管(D10)的阳极相连并引出作为B相交流输出端，第十二极管(D10)的阴极和第十全控型器件(V10)的集电极相连；

第十一全控型器件(V11)的集电极和第十一二极管(D11)的阴极相连，第十一全控型器件(V11)的发射极和第十二二极管(D12)的阳极相连并引出作为C相交流输出端，第十二二极管(D12)的阴极和第十二全控型器件(V12)的集电极相连；

第七二极管(D7)的阳极、第九二极管(D9)的阳极、第十一二极管(D11)的阳极相连并形成电流型逆变器（CSC）直流母线正端(P2)即第二条直流母线正端(P2)，第六二极管(D6)的阳极、第八全控型器件(V8)的发射极、第十全控型器件(V10)的发射极、第十二全控型器件(V12)的发射极均接到直流母线负端(N)。