[发明专利]一种五电平高效整流器

摘要

本发明公开了一种五电平高效整流器，可适用于单相、三相结构，其包括直流电源、分压电容模块，每相电路包括两个硅基二极管模块、吸收电容、飞跨电容、两个碳化硅基金属氧化物半导体场效应晶体管模块和滤波电感。本发明整流器的特点在于只有碳化硅基金属氧化物半导体场效应晶体管具有高频开关动作，因此开关损耗小；相比于全碳化硅基整流器方案，本发明技术方案由于采用硅基功率二极管，整体成本低；相比于其它二、三电平电路，本发明技术方案能够实现五电平整流，可推广至中压应用。该整流器适用于中高压、大功率应用有源前端场合。

主权项

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。