[發(fā)明專利]一種能量可雙向流動的多電平變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110026499.3
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112769345B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳軍科;李輝;劉陽升;范興明
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/217
• 代理公司: 重慶航圖知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50247
• 代理人: 孫方

1.一種能量可雙向流動的多電平變換器，其特征在于：包括串聯(lián)電容組、串聯(lián)雙向開關(guān)組、開關(guān)電容單元和濾波電路；所述開關(guān)電容單元包括中間正電平控制模塊、中間負(fù)電平控制模塊、開關(guān)電容模塊、零電平控制模塊；所述串聯(lián)電容組包括第一電容 C1、第二電容 C2、第三電容 C3 及第四電容 C4；所述串聯(lián)雙向開關(guān)組包括第一開關(guān)管 S1、第二開關(guān)管 S2、第三開關(guān)管 S3、第四開關(guān)管 S4；

所述第一電容 C1 的一端與第一開關(guān)管 S1 一端連接，所述第一電容 C1 的另一端與所述第二電容 C2 的一端連接，所述第二電容 C2 的另一端與所述第三電容 C3 的一端連接，所述第三電容 C3 的另一端與所述第四電容 C4 的一端連接，所述第四電容 C4 的另一端與第四開關(guān)管S4 的另一端連接；

所述第一開關(guān)管 S1 的一端與第一電容 C1 的一端連接，所述第一開關(guān)管 S1 的另一端與所述第二開關(guān)管 S2 的一端連接，所述第二開關(guān)管 S2 的另一端與所述第三開關(guān)管S3 的一端連接， 所述第三開關(guān)管 S3 的另一端與所述第四開關(guān)管 S4 的一端連接，所述第四開關(guān)管 S4 的另一端與第四電容 C4 的另一端連接；

所述中間正電平控制模塊一端與第一電容 C1、第二電容 C2 之間的連接點連接；另一端與開關(guān)電容模塊的一端連接，所述開關(guān)電容模塊的另一端與第一開關(guān)管 S1 和第二開關(guān)管 S2 之間的連接點連接；

所述中間負(fù)電平控制模塊一端與第三電容 C3、第四電容 C4 之間的連接點連接；另一端與開關(guān)電容模塊的一端連接，所述開關(guān)電容模塊的另一端與第一開關(guān)管 S3 和第二開關(guān)管 S4 之間的連接點連接；

所述開關(guān)電容模塊一端與零電平控制模塊的一端連接，所述零電平控制模塊的另一端與第二電容 C2、第三電容 C3 之間的連接點連接；所述開關(guān)電容模塊的另一端分別與第一開關(guān)管 S2、第二開關(guān)管 S3 之間的連接點，以及第三開關(guān)管 S3、第四開關(guān)管 S4 之間的連接點連接；

所述開關(guān)電容模塊包括第五開關(guān)管 S5、第六開關(guān)管 S6、飛跨電容 C5；

所述第五開關(guān)管 S5 的發(fā)射極串接二極管正極后，通過二極管負(fù)極與中間正電平控制模塊連接；所述第五開關(guān)管 S5 的集電極與第一開關(guān)管 S1 和第二開關(guān)管 S2 之間的連接點連接； 所述第六開關(guān)管 S6 的集電極串接二極管正極后，通過二極管負(fù)極與中間負(fù)電平控制模塊連接；所述第六開關(guān)管 S6 的集電極與第三開關(guān)管 S3 和第四開關(guān)管 S4 之間的連接點連接； 所述飛跨電容 C5 一端與第五開關(guān)管 S5 的集電極連接，另一端與第六開關(guān)管 S6 的發(fā)射極連接。

2.如權(quán)利要求 1 所述的能量可雙向流動的多電平變換器，其特征在于：所述零電平控制模塊包括串聯(lián)的第九雙向開關(guān)和第十雙向開關(guān)，所述第九雙向開關(guān)一端與第二電容 C2和第三電容 C3 之間的連接點連接，另一端與第十雙向開關(guān)的連接，所述第十雙向開關(guān)的另一端與開關(guān)電容模塊連接。

3.如權(quán)利要求 1 所述的能量可雙向流動的多電平變換器，其特征在于：所述中間正電平控制模塊包括開關(guān)管和二極管構(gòu)成的第七雙向開關(guān)；所述開關(guān)管的集電極與二極管的負(fù)極連接，所述開關(guān)管的發(fā)射極與二極管的正極連接，所述開關(guān)管的集電極與第一電容 C1和第二電容 C2 之間的連接點連接；所述開關(guān)管的發(fā)射極與開關(guān)電容模塊的一端連接。

4.如權(quán)利要求 1 所述的能量可雙向流動的多電平變換器，其特征在于：所述中間負(fù)電平控制模塊包括開關(guān)管和二極管構(gòu)成的第八雙向開關(guān)；所述開關(guān)管的集電極與二極管的負(fù)極連接，所述開關(guān)管的發(fā)射極與二極管的正極連接，所述開關(guān)管的發(fā)射極與第三電容 C3和第四電容 C4 之間的連接點連接；所述開關(guān)管的發(fā)射極與開關(guān)電容模塊的另一端連接。

5.如權(quán)利要求 1 所述的能量可雙向流動的多電平變換器，其特征在于：所述濾波電路包括儲能電感和濾波電容，所述儲能電感一端與雙向開關(guān)組的中間連接點連接，另一端與濾波電容連接，所述濾波電容的另一端與地連接。

6.如權(quán)利要求 5 所述的能量可雙向流動的多電平變換器，其特征在于：所述儲能電感一端與第二開關(guān)管 S2 和第三開關(guān)管 S3 的連接點連接，另一端與濾波電容連接，所述濾波電容的另一端與地連接。