[发明专利]混合型原边抽头可控式平衡变换器

权利要求书

1.混合型原边三抽头可控式平衡变换器，其特征在于，它包括平衡电抗器(1)、混合型原边抽头可控电路(2)、单相全桥不控整流电路(3)，

平衡电抗器(1)的原边线圈有三个抽头，三个抽头点分别为P点、O点和Q点，且O点为原边线圈的中心，P点和Q点的两个抽头以O点为中心对称设置，

电网的三相电压输入端，经过移相变压器后连接整流模块1(4)的交流输入端和整流模块2(5)的交流输入端，平衡电抗器(1)原边线圈的一端与整流模块1(4)的输出正极端A点相连，平衡电抗器(1)原边线圈的另一端与整流模块2(5)的输出正极端B点相连，

平衡电抗器(1)原边线圈的抽头点P点连接混合型原边抽头可控电路(2)中二极管D₁₁的阳极，平衡电抗器(1)原边线圈的抽头点Q点连接混合型原边抽头可控电路(2)中二极管D₁₂的阳极，平衡电抗器(1)原边线圈的抽头点O点连接混合型原边抽头可控电路(2)中二极管D₁₃的阳极，

混合型原边抽头可控电路(2)中二极管D₁₁的阴极连接开关管S₁的漏极，二极管D₁₂的阴极连接开关管S₂的漏极，

混合型原边抽头可控电路(2)中开关管S₁的源极同时连接开关管S₂的源极、二极管D₁₃的阴极、负载(6)的正极端M点和单相全桥不控整流电路(3)的输出正极端，

负载(6)的负极端N点同时连接单相全桥不控整流电路(3)的输出负极端、整流模块1(4)的输出负极端和整流模块2(5)的输出负极端，

平衡电抗器(1)副边线圈输出端与单相全桥不控整流电路(3)相连；

根据混合型原边抽头可控电路(2)中开关管S₁和开关管S₂的工作状态、整流模块1(4)的输出电压u_d1与整流模块2(5)的输出电压u_d2的大小关系以及平衡电抗器(1)副边电压u₂与负载(6)两端电压u_d的大小关系，共有五种工作模态：

第一种工作模态：当平衡电抗器(1)副边电压u₂的绝对值小于负载(6)两端电压u_d且混合型原边抽头可控电路(2)中开关管S₁和开关管S₂关断时，二极管D₂₁、二极管D₂₂、二极管D₂₃和二极管D₂₄均反向截止，电流i_n1和i_n2等于零，单相全桥不控整流电路(3)不工作，输出总电流i_n等于零；混合型原边抽头可控电路(2)中二极管D₁₃导通，电流i_m3大于零，而电流i_m1和电流i_m2等于零，混合型原边抽头可控电路(2)输出总电流i_m等于电流i_m3；由基尔霍夫电流定律可知，负载(6)电流i_d等于电流i_n与电流i_m之和，因此负载(6)电流i_d等于电流i_m3；

第二种工作模态：当平衡电抗器(1)副边电压u₂的绝对值小于负载(6)两端电压u_d、整流模块1(4)的输出电压u_d1小于整流模块2(5)的输出电压u_d2且混合型原边抽头可控电路(2)中开关管S₁关断、开关管S₂开通时，二极管D₂₁、二极管D₂₂、二极管D₂₃和二极管D₂₄均反向截止，电流i_n1和i_n2等于零，单相全桥不控整流电路(3)不工作，输出总电流i_n等于零；混合型原边抽头可控电路(2)中二极管D₁₂导通，电流i_m2大于零，二极管D₁₁和二极管D₁₃反向截止，电流i_m1和电流i_m3等于零，混合型原边抽头可控电路(2)输出总电流i_m等于电流i_m2；由基尔霍夫电流定律可知，负载(6)电流i_d等于电流i_n与电流i_m之和，因此负载(6)电流i_d等于电流i_m2；

第三种工作模态：当平衡电抗器(1)副边电压u₂的绝对值小于负载(6)两端电压u_d、整流模块1(4)的输出电压u_d1大于整流模块2(5)的输出电压u_d2且混合型原边抽头可控电路(2)中开关管S₁开通、开关管S₂关断时，二极管D₂₁、二极管D₂₂、二极管D₂₃和二极管D₂₄均反向截止，电流i_n1和i_n2等于零，单相全桥不控整流电路(3)不工作，输出总电流i_n等于零；混合型原边抽头可控电路(2)中二极管D₁₁导通，电流i_m1大于零，二极管D₁₂和二极管D₁₃反向截止，电流i_m2和电流i_m3等于零，混合型原边抽头可控电路(2)输出总电流i_m等于电流i_m1；由基尔霍夫电流定律可知，负载(6)电流i_d等于电流i_n与电流i_m之和，因此负载(6)电流i_d等于电流i_m1；

第四种工作模态：当平衡电抗器(1)副边电压u₂的负值大于负载(6)两端电压u_d、整流模块1(4)的输出电压u_d1小于整流模块2(5)的输出电压u_d2且混合型原边抽头可控电路(2)中开关管S₁关断、开关管S₂开通时，二极管D₂₂和二极管D₂₃正向导通，电流i_n2大于零，二极管D₂₁和二极管D₂₄反向截止，电流i_n1等于零，单相全桥不控整流电路(3)工作，输出总电流i_n等于电流i_n2；混合型原边抽头可控电路(2)中二极管D₁₂导通，电流i_m2大于零，二极管D₁₁和二极管D₁₃反向截止，电流i_m1和电流i_m3等于零，混合型原边抽头可控电路(2)输出总电流i_m等于电流i_m2；由基尔霍夫电流定律可知，负载(6)电流i_d等于电流i_n与电流i_m之和，因此负载(6)电流i_d等于电流i_n2与电流i_m2之和；

第五种工作模态：当平衡电抗器(1)副边电压u₂的正值大于负载(6)两端电压u_d、整流模块1(4)的输出电压u_d1大于整流模块2(5)的输出电压u_d2且混合型原边抽头可控电路(2)中开关管S₁开通、开关管S₂关断时，二极管D₂₁和二极管D₂₄正向导通，电流i_n1大于零，二极管D₂₂和二极管D₂₃反向截止，电流i_n2等于零，单相全桥不控整流电路(3)工作，输出总电流i_n等于电流i_n1；混合型原边抽头可控电路(2)中二极管D₁₁导通，电流i_m1大于零，二极管D₁₂和二极管D₁₃反向截止，电流i_m2和电流i_m3等于零，混合型原边抽头可控电路(2)输出总电流i_m等于电流i_m1；由基尔霍夫电流定律可知，负载(6)电流i_d等于电流i_n与电流i_m之和，因此负载(6)电流i_d等于电流i_n1与电流i_m1之和。