[發明專利]混合四電平整流器

在審

• 申請號: 201810389363.7
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108667321A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 陳劍飛;李劍
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M1/12
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

1.一種混合四電平整流器，其特征在于：主要包括A相電路、B相電路、C相電路、電容C₁、電容C₂、電容C₃和電阻R；

記電容C₁的兩端分別為g端和h端；記電容C₂的兩端分別為h端和j端；記電容C₃的兩端分別為j端和k端；

A相電路、B相電路和C相電路并聯后接入g端；電容C₁和電容C2通過h端串聯；電容C₂和電容C₃通過j端串聯；電容C₃的k端串聯電阻R后接入g端；

A相電路的電路結構如下所示：

交流電源u_a的兩端分別記為e端和f端；

交流電源u_a的f端依次串聯電感L_a和開關管S_a1的源極；開關管S_a1的柵極懸空；開關管S_a1的漏極串聯二極管D_a1的陽極；二極管D_a1的陰極接入g端；開關管S_a1的源極串聯開關管S_a2的漏極；

交流電源u_a的f端依次串聯電感L_a和開關管S_a2的漏極；開關管S_a2的柵極懸空；開關管S_a2的源極串聯二極管D_a4的陰極；二極管D_a4的陽極接入k端；開關管S_a2的漏極串聯二極管D_a3的陽極；

二極管D_a3的陰極串聯二極管D_a2的陽極；二極管D_a2的陰極串聯二極管D_a1的陽極；二極管D_a3的陰極串聯開關管S_a3的源極；開關管S_a3的柵極懸空；開關管S_a3的漏極接入h端；二極管D_a3的陰極串聯開關管S_a4的漏極；開關管S_a4的柵極懸空；開關管S_a4的源極接入j端；

B相電路的電路結構如下所示：

交流電源u_b的兩端分別記為e端和P端；

交流電源u_b的p端依次串聯電感L_b和開關管S_b1的源極；開關管S_b1的柵極懸空；開關管S_b1的漏極串聯二極管D_b1的陽極；二極管D_b1的陰極接入g端；開關管S_b1的源極串聯開關管S_b2的漏極；

交流電源u_b的p端依次串聯電感L_b和開關管S_b2的漏極；開關管S_b2的柵極懸空；開關管S_b2的源極串聯二極管D_b4的陰極；二極管D_b4的陽極接入k端；開關管S_b2的漏極串聯二極管D_b3的陽極；

二極管D_b3的陰極串聯二極管D_b2的陽極；二極管D_b2的陰極串聯二極管D_b1的陽極；二極管D_b3的陰極串聯開關管S_b3的源極；開關管S_b3的柵極懸空；開關管S_b3的漏極接入h端；二極管D_b3的陰極串聯開關管S_b4的漏極；開關管S_b4的柵極懸空；開關管S_b4的源極接入j端；

C相電路的電路結構如下所示：

交流電源u_C的兩端分別記為e端和q端；

交流電源u_C的q端依次串聯電感L_c和開關管S_c1的源極；開關管S_c1的柵極懸空；開關管S_c1的漏極串聯二極管D_c1的陽極；二極管D_c1的陰極接入g端；開關管S_c1的源極串聯開關管S_c2的漏極；

交流電源u_C的q端依次串聯電感L_c和開關管S_c2的漏極；開關管S_c2的柵極懸空；開關管S_c2的源極串聯二極管D_c4的陰極；二極管D_c4的陽極接入k端；開關管S_c2的漏極串聯二極管D_c3的陽極；

二極管D_c3的陰極串聯二極管D_c2的陽極；二極管D_c2的陰極串聯二極管D_c1的陽極；二極管D_c3的陰極串聯開關管S_c3的源極；開關管S_c3的柵極懸空；開關管S_c3的漏極接入h端；二極管D_b3的陰極串聯開關管S_c4的漏極；開關管S_c4的柵極懸空；開關管S_c4的源極接入j端；

交流電源u_a、交流電源u_b和交流電源u_C通過e端并聯；

混合四電平整流器通過Buck平衡電路平衡直流母線電容電壓；

所述Buck平衡電路的電路結構如下所示：

開關管S₃的漏極依次串聯電感L₁和開關管S₂的漏極；開關管S₃的柵極懸空；開關管S₃的源極依次串聯電感L₂和開關管S₂的源極；開關管S₂的柵極懸空；

開關管S₃的漏極依次串聯電容C₁和開關管S₁的漏極；開關管S₁的柵極懸空；開關管S₁的源極串聯電感L₁；開關管S₁的源極串聯開關管S₂的漏極；

開關管S₃的漏極依次串聯電容C₂、電容C₃和開關管S₄的源極；開關管S₄的柵極懸空；開關管S₄的漏極串聯開關管S₃的源極；

其中，電感L₁、開關管S₁、開關管S₂構成第一個Buck變換器；開關管S₁和開關管S₂互補導通；

電感L₂、開關管S₃和開關管S₄構成第二個Buck變換器；開關管S₃和開關管S₄互補導通；

當開關管S₁、開關管S₂、開關管S₃和開關管S₄的占空比均為0.5時，在開環工作狀態下，第一個Buck變換器平衡電容C₁和電容C₂的電壓；第二個Buck變換器平衡電容C₂和電容C₃的電壓。