[发明专利]具有串联磁集成开关感容网络的单级单相电压型变换器

摘要

一种具有串联磁集成开关感容网络的单级单相电压型变换器电路结构，是由输入直流电源或单相交流电源、高频组合调制开关、滤波器、单相交流负载或直流负载依序级联构成，且在输入电源与高频组合调制开关之间串联有磁集成开关感容网络；磁集成开关感容网络是由储能电感和依序级联的两个相同的SLCC型二端口开关感容网络单元级联构成，其三个储能电感的磁集成结构为三个电感磁耦合、三个电感磁解耦、一个电感分别与其余两个电感磁耦合结构，分别采用EE型磁芯、四柱型磁芯、EE型磁芯。这种变换器能将不稳定的宽变化范围低压直流电或单相交流电单级高效变换成稳定、优质单相正弦交流电或直流电，适用于中小容量电能变换场合。

主权项

一种具有串联磁集成开关感容网络的单级单相电压型变换器，其特征在于：这种变换器电路结构是由输入直流电源、单相高频组合调制开关、单相滤波器和单相交流负载依序级联构成，并且在输入直流电源与单相高频组合调制开关之间串联有磁集成开关感容网络；所述的磁集成开关感容网络是由储能电感L₀和依序级联的两个相同的SLCC型二端口开关感容网络单元级联构成；每个SLCC型二端口开关感容网络单元是由一个功率二极管S_j、一个储能电感L_j、两个储能电容C_j和C_j′构成，功率二极管S_j的阴极与储能电感L_j的一端、储能电容C_j的正极性端相连接，储能电感L_j的另一端与储能电容C_j′的正极性端相连接，功率二极管S_j的阳极与储能电容C_j′的负极性端相连接，储能电容C₂的负极性端与第一级SLCC型二端口开关感容网络单元的储能电容C₁的正极性端相连接，功率二极管S_j与储能电容C_j′的连接端和储能电容C_j的负极性端构成了第j个SLCC型二端口开关感容网络单元的输入端口，储能电感L_j与储能电容C_j′的连接端和储能电容C_j的正极性端构成了第j个SLCC型二端口开关感容网络单元的输出端口，输入直流电源正极性与储能电容C₁负极性的连接端和功率二极管S₁与储能电容C₁′的连接端之间连接有储能电感L₀，储能电感L₂与储能电容C₂′的连接端和单相高频组合调制开关的正母线端相连接，其中j＝1、2；所述的单相高频组合调制开关是由四个承受单向电压应力和双向电流应力的两象限功率开关构成；所述磁集成开关感容网络中三个储能电感L₀、L₁、L₂的磁集成结构为三个电感磁耦合、三个电感磁解耦、一个电感分别与其余两个电感磁耦合结构，三个储能电感L₀、L₁、L₂间的互感分别用M₀₁、M₁₂、M₂₀表示；所述的三个电感磁耦合结构采用EE型磁芯，三个电感线圈均绕在磁芯无气隙或有气隙的中柱上，而磁芯有气隙的两个边柱上无绕组，互感M₀₁＝M₁₂＝M₂₀；所述的三个电感磁解耦结构采用四柱型磁芯，三个电感线圈分别绕在磁芯有气隙的三个柱上，而磁芯第四个柱上无气隙且无绕组，互感M₀₁＝M₁₂＝M₂₀＝0；所述的一个电感分别与其余两个电感磁耦合结构采用EE型磁芯，电感线圈N₁的一半和电感线圈N₀绕在磁芯有气隙的一个边柱上，电感线圈N₁的另一半和电感线圈N₂绕在磁芯有气隙的另一个边柱上，而磁芯无气隙或有气隙的中柱上无绕组，互感M₀₁＝M₁₂>>M₂₀。