1.基于非对称四端口的单相三电平功率因数校正整流器,包括交流电源AC,电感L,开关管Q1、Q2、Q3、Q4,二极管D1、D2、D7、D8、D9、D10,电容Cdc1、Cdc2;其特征在于:交流电源AC一侧分别连接二极管D1阳极、二极管D2阴极,其连接节点构成端点b;
交流电源AC另一侧连接电感L一端,电感L另一端分别连接开关管Q3源极、开关管Q4漏极、二极管D10阴极,其连接节点构成端点a;
开关管Q3漏极分别连接二极管D1阴极、二极管D8阳极,其连接节点构成端点c;
开关管Q4源极分别连接二极管D2阳极、二极管D7阴极,其连接节点构成端点d;
二极管D8阴极连接电容Cdc1一端,其连接节点构成端点p;
电容Cdc1另一端连接电容Cdc2一端,其连接节点构成端点n;
电容Cdc2另一端连接二极管D7阳极,其连接节点构成端点m;
开关管Q1的源极连接二极管D10阳极,开关管Q1的漏极分别连接二极管D9阴极、端点n;
开关管Q2的源极连接二极管D9阳极,开关管Q2的漏极连接端点c;
开关管Q1、Q2、Q3、Q4分别反并联二极管D5、D6、D3、D4;
端点a、端点c、端点d、端点n构成非对称四端口。
2.根据权利要求1所述基于非对称四端口的单相三电平功率因数校正整流器,其特征在于:所述开关管Q1、Q2、Q3、Q4为IGBT或者功率MOSFET。
3.根据权利要求1所述基于非对称四端口的单相三电平功率因数校正整流器,其特征在于:所述电容Cdc1、Cdc2为分裂电容。
4.根据权利要求1所述基于非对称四端口的单相三电平功率因数校正整流器,其特征在于:该整流器拓扑适用于三相整流器中,且其存在四端口结构,用作为模块化多电平的功率单元。
5.根据权利要求1所述基于非对称四端口的单相三电平功率因数校正整流器,其特征在于:包括以下开关模式:
开关模式一:此时为交流电源AC的正半周,开关管Q4导通,电流经过电感L,开关管Q4,最后经过二极管D2流回,此过程电感L储能,负载RL由电容Cdc1、Cdc2供电;
开关模式二:此时为交流电源AC的正半周,开关管Q1导通,电流经过电感L,二极管D3、D7、D9、D10以及电容Cdc2,此过程中,交流电源AC和电感L同时对电容Cdc2充电,负载RL由电容Cdc1电供,开关模式一、开关模式二的转换过程是一个Boost升压过程;
开关模式三:此时为交流电源AC的正半周,电流经过电感L,二极管D2、D3、D7、D8以及电容Cdc1、Cdc2,此过程中,交流电源AC和电感L同时给负载RL和电容Cdc1、Cdc2供电,电容Cdc1、Cdc2充电;
开关模式四:此时为交流电源AC的负半周,开关管Q3导通,电流经过二极管D1,开关管Q3,最后经过电感L回到交流电源AC,此过程中,电感L储能,负载RL由电容Cdc1、Cdc2供电;
开关模式五:此时为交流电源AC的负半周,开关管Q2导通,电流经过二极管D1、D8、D10以及分裂电容Cdc1,最后,流过电感L回到交流电源AC,此过程中,交流电源AC和电感L同时给电容Cdc1充电,开关模式四到开关模式五的转换过程是一个Boost升压过程;
开关模式六:此时为交流电源AC的负半周,电流经过二极管D1、D4、D7、D8以及电容Cdc1、Cdc2,经过电感L回到交流电源AC,此过程中,交流电源AC和电感L同时给负载RL和电容Cdc1、Cdc2供电,电容Cdc1 Cdc2充电。
6.根据权利要求5所述基于非对称四端口的单相三电平功率因数校正整流器,其特征在于:该整流器的本质安全型在于,使用二极管D7、D8进行如下电路保护:其一,采用两个二极管D7 D8,保证功率的单向流通,保证电容Cdc1 Cdc2的电流只会向负载RL流动,而不会使其倒灌回流;
其二,电路故障时,它可以很好地起到保护;
其三,模态切换过程中,作为Boost电压钳位二极管;
其四,在开关模式一、开关模式四时,电感L储能过程中电压低于电容Cdc1 Cdc2电压时,起到电压钳位作用。
7.根据权利要求5所述基于非对称四端口的单相三电平功率因数校正整流器,其特征在于:a、电路的工作过程中,四个开关管在六种开关模式中,只出现在四种开关模式里工作,且每种开关模式中的开关管都仅有一个在工作,每个交流周期内的四个开关管都只存在一个开关模式工作;
b、存在有四端口结构在内,拓扑结构能够向模块化多电平方向改进产生新的直流-直流变换器拓扑。