[发明专利]一种三模态混合单相五电平整流器

权利要求书

1.一种三模态混合单相五电平整流器，其特征在于包括：

电感L，开关管S₁、S₂、S₃，二极管D₁-D₁₀，电容C₁、C₂，

交流电源Vs一侧分别连接二极管D₁阳极、二极管D₂阴极，连接节点构成端点b；

流电源Vs另一侧连接电感L一端，电感L另一端连接端点a，二极管D₄阴极、二极管D₃阳极均连接端点a；

开关管S₁漏极、二极管D₃阴极、二极管D₁阴极、二极管D₅阳极，连接构成连接点c；

开关管S₁源极、二极管D₂阳极、二极管D₄阳极、二极管D₆阴极，连接构成接点d；

开关管S₃源极、开关管S₂漏极，均连接端点a；

二极管D₅阴极连接电容C₁正端，其连接节点构成端点p；

电容C₁负极连接电容C₂正极，其连接节点构成端点n；

电容C₂负极连接二极管D₆阳极，其连接节点构成端点m；

开关管S₃漏极分别连接二极管D₇阳极、二极管D₈阴极，所述二极管D₇阴极连接端点p；

开关管S₂源极分别连接二极管D₉阳极、二极管D₁₀阴极，所述二极管D₁₀阳极连接端点m；

负载R_L连接于端点p、端点m之间。

2.根据权利要求1所述一种三模态混合单相五电平整流器，其特征在于：

所述电容C₁、C₂为串联直流母线分裂电容,用于构造端点n电压为U_dc/2。

3.根据权利要求1所述一种三模态混合单相五电平整流器，其特征在于：

所述开关管S₁、S₂、S₃为绝缘栅型双极晶体管IGBT、或者集成门极换流晶闸管IGCT、或者电力场效应晶体管MOSFET。

4.如权利要求1-3任意一项所述整流器，其特征在于：包括有源充电运行模态、有源整流模态和无源整流模态，三种模态单相五电平整流器工作时混合交替工作。

5.根据权利要求4所述一种三模态混合单相五电平整流器，其特征在于包括以下开关模式：

开关模式一：此时为交流电源Vs的正半周，三模态混合单相五电平整流器工作在为电感L正向有源充电运行模态，开关管S1导通，开关管S2关断，开关管S3关断，电流经过电感L，电感L进行储能，最后经过二极管D₂、D₃流回，负载R_L由电容C₁、C₂供电；

开关模式二：此时为交流电源Vs的正半周，开关管S1关断，开关管S2导通，开关管S3关断，三模态混合单相五电平整流器工作在有源整流模态，电流经过电感L，二极管D2、D6、D9以及电容C₂，在此过程中，交流电源Vs和电感L同时对电容C₂充电，负载R_L由电容C₁电供；

开关模式三：此时为交流电源Vs的正半周，开关管S1关断，开关管S2关断，开关管S3关断，三模态混合单相五电平整流器工作在无源整流模态，电流经过电感L，二极管D2、D3、D5、D6、D7以及电容C₁、C₂，此过程中，交流电源Vs和电感L同时给负载R_L和电容C₁、C₂供电，电容C₁、C₂充电；

开关模式四：此时为交流电源Vs的负半周，开关管S1导通，开关管S2关断，开关管S3关断，三模态混合单相五电平整流器工作在为电感L反向有源充电运行模态，电流经过二极管D₁、D₄，开关管S1，最后经过电感L回到交流电源Vs，此过程中，电感L储能，负载R_L由电容C₁、C₂供电；

开关模式五：此时为交流电源Vs的负半周，开关管S1关断，开关管S2关断，混合开关管S3导通，三模态混合单相五电平整流器工作在有源整流模态，电流经过二极管D1、D5、D8以及分裂电容C₁，最后，流过电感L回到交流电源Vs，此过程中，交流电源Vs和电感L同时给电容C₁充电；

开关模式六：此时为交流电源Vs的负半周，开关管S1关断，开关管S2关断，开关管S3关断，三模态混合单相五电平整流器工作在无源整流模态，电流经过二极管D1、D4、D5、D6、D10以及电容C₁、C₂，经过电感L回到交流电源Vs，此过程中，交流电源Vs和电感L同时给负载R_L和电容C₁、C₂供电，电容C₁、C₂充电。