[发明专利]一种三模态混合单相五电平整流器

说明书

一种三模态混合单相五电平整流器，包括：交流电源Vs，电感L，开关管Ssubgt;1/subgt;、Ssubgt;2/subgt;、Ssubgt;3/subgt;，二极管Dsubgt;1/subgt;‑Dsubgt;10/subgt;，电容Csubgt;1/subgt;、Csubgt;2/subgt;，负载Rsubgt;L/subgt;。本发明一种三模态混合单相五电平整流器，该电路拓扑需要较少的开关管数量，一定程度上降低拓扑结构的控制难度和电路的设计成本，并减少开关损耗，提高五电平整流器工作效率；同时二极管无源整流桥的无源整流模态可以提高单相五电平整流器的可靠性能，可保证五电平整流器可靠对外输出，即使在开关管处于损坏或故障状态时也可保证输出。

技术领域

本发明涉及多电平电能变换技术领域，具体是一种三模态混合单相五电平整流器

背景技术

为降低整流器输入电流的谐波含量以及开关管电压电流应力，研究者们通过采用多电平的方式既可以降低整流器谐波含量，又可实现降低开关管电压电流应力。但多电平变换器电路结构最初应用在逆变器电路中，却较少将多电平应用在整流器中。直到近十年以来，由于整流器在工业场合的应用越来越广泛，为丰富整流器拓扑结构，同时满足不同应用场合的需求，较多的研究员将多电平从逆变器应用到整流器电路结构中，多电平整流器电路结构大多是应用在交流三相四线制整流电路中，较少将其应用在单相整流中。其主要原因在于单相整流功率等级较低，多电平整流并没有较好的发展空间；但在某些供电可靠性要求较高的场合，单相多电平整流变换器却可实现其用武之地。一方面为使得单相整流器工作可靠，另一方面为实现功率因数校正。

发明内容

针对现有多电平电路结构较为的复杂、损耗高和可靠性较低的问题。发明提供一种三模态混合单相五电平整流器，一定程度上降低开关管拓扑结构的控制难度；同时，由于结构中存在二极管无源整流模态，可保证电路变换器可靠对外输出；即使在开关管处于损坏或故障状态时也可保证输出。该整流器可以应用在中小功率等级下的单相整流场合。

本发明采取的技术方案为：

一种三模态混合单相五电平整流器，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，该连接节点构成端点b；

交流电源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；