[发明专利]一种五电平高效整流器

权利要求书

1.一种五电平高效整流器，其特征在于：包括外部直流电源或直流电网V_DC、外部交流源或交流电网、若干相电路；每相电路包括：两个分压电容C_DC1～C_DC2、四个功率二极管D₁～D₄、吸收电容C_S、飞跨电容C_f、滤波电感L以及四个带反并联二极管的功率开关管Q₅～Q₈；其中，直流电源V_DC的正极与各相分压电容C_DC1的正极以及各相功率二极管D₁的阴极相连，直流电源V_DC的负极与各相分压电容C_DC2的负极以及各相功率二极管D₄的阳极相连，分压电容C_DC1的负极与分压电容C_DC2的正极、功率二极管D₂的阳极以及功率二极管D₃的阴极相连，功率二极管D₁的阳极与功率二极管D₂的阴极、吸收电容C_S的正极以及功率开关管Q₅的漏端相连，功率二极管D₃的阳极与功率二极管D₄的阴极、吸收电容C_S的负极以及功率开关管Q₆的源端相连，功率开关管Q₅的源端与飞跨电容C_f的正极以及功率开关管Q₇的漏端相连，功率开关管Q₆的漏端与飞跨电容C_f的负极以及功率开关管Q₈的源端相连，功率开关管Q₇的源端与功率开关管Q₈的漏端以及滤波电感L的一端相连，滤波电感L的另一端与外部交流源或交流电网对应相相连；

对于单相电路，外部交流源或交流电网的低压端与分压电容C_DC1的负极、分压电容C_DC2的正极、功率二极管D₂的阳极以及功率二极管D₃的阴极相连；对于三相三线制电路，各相分压电容C_DC1的负极、各相分压电容C_DC2的正极、各相功率二极管D₂的阳极以及各相功率二极管D₃的阴极相连，外部交流源或交流电网的中性点不接；对于三相四线制电路，各相分压电容C_DC1的负极、各相分压电容C_DC2的正极、各相功率二极管D₂的阳极、各相功率二极管D₃的阴极与外部交流源或交流电网的中性点相连；每相电路功率开关管Q₅、Q₆、Q₇和Q₈的栅端外接控制设备提供的开关信号；所述功率开关管Q₅、Q₆、Q₇和Q₈均采用碳化硅基金属氧化物半导体场效应晶体管。

2.根据权利要求1所述的单相五电平高效整流器，其特征在于：所述功率二极管D₁～D₄均采用硅基功率二极管。

3.根据权利要求1所述的单相五电平高效整流器，其特征在于：所述功率开关管Q₅和Q₆的开关相位互补，功率开关管Q₇和Q₈的开关相位互补，且它们的开关频率为高频即在1kHz以上。

4.根据权利要求1所述的单相五电平高效整流器，其特征在于：对于三相电路，三个相互并联的分压电容C_DC1、三个相互并联的分压电容C_DC2可替换为直流侧公共的单个分压电容C_DC1、单个分压电容C_DC2。