1.一种电流路径重构式的单相五电平整流器,其特征在于包括:电感L,开关管S1、S2、S3,二极管D1‑D8,电容C1、C2;
交流电源Vs一侧分别连接二极管D1阳极,二极管D2阴极,该连接节点构成端点b;
交流电源Vs另一侧连接电感L一端,电感L另一端连接端点a;
二极管D4阴极、二极管D3阳极均连接端点a;
开关管S1漏极、二极管D1阴极、二极管D7阴极、二极管D5阳极,连接构成端点c;
开关管S1源极、二极管D2阳极、二极管D8阳极、二极管D6阴极,连接构成端点d;
开关管S3源极,开关管S2漏极连接端点n;
二极管D5阴极连接电容C1正极,其连接节点构成端点p;
电容C1负极连接电容C2正极,其连接节点构成端点n;
电容C2负极连接二极管D6阳极,其连接节点构成端点m;
开关管S2漏极分别连接二极管D4阳极、二极管D8阴极;
开关管S3源极分别连接二极管D7阳极、二极管D3阴极;
负载RL连接于端点p、端点m两点之间;
所述单相五电平整流器包括以下开关模式:
开关模式一:此时为交流电源Vs的正半周,开关管S1导通,开关管S2和S3关断,为电感L充电重构回路,电流经过电感L,并对电感L进行储能,最后,经过二极管D2、D3、D7及开关管S1流回交流电源Vs负极,负载RL由电容C1、C2串联供电;
开关模式二:此时为交流电源Vs的正半周,开关管S1和S2关断,开关管S3导通,电流经过电感L,二极管D2、D3、D6以及电容C2,在此过程中,交流电源Vs和电感L同时对电容C2充电,负载RL由电容C1供电;
开关模式三:此时为交流电源Vs的正半周,开关管S1、S2和S3关断,电流经过电感L,二极管D2、D3、D5、D6、D7以及电容C1、C2,此过程中,交流电源Vs和电感L同时给负载RL和电容C1、C2供电,电容C1、C2充电;
开关模式四:此时为交流电源Vs的负半周,开关管S1导通,开关管S2和S3关断,电流经过二极管D1、D4、D8及电感L回到交流电源Vs,此过程中,交流电源Vs对电感L储能;
开关模式五:此时为交流电源Vs的负半周,开关管S1关断,开关管S2导通,开关管S3关断,电流经过二极管D1、D4、D5及开关管S2,最后,经过电感L回到交流电源Vs,此过程中,交流电源Vs同时对电容C1充电及对负载RL供电;
开关模式六:此时为交流电源Vs的负半周,开关管S1、S2和S3关断,电流经过二极管D1、D4、D5、D6、D8以及电容C1、C2,经过电感L回到交流电源Vs,此过程中,交流电源Vs和电感L同时给负载RL和电容C1、C2供电,电容C1、C2充电,电容电压上升。
2.根据权利要求1所述一种电流路径重构式的单相五电平整流器,其特征在于:该整流器中,二极管不控整流桥D1、D2、D3、D4插入到多向功率选择开关管S2、S3上,为电感L充电构成回路,开关管S1所连接的端点c、端点d两点重构电流路径,为电感L充电构成回路,实现直流侧升压。
3.根据权利要求1所述一种电流路径重构式的单相五电平整流器,其特征在于:所述开关管S1、S2、S3为绝缘栅型双极晶体管IGBT、或者集成门极换流晶闸管IGCT、或者电力场效应晶体管MOSFET。
4.根据权利要求1所述一种电流路径重构式的单相五电平整流器,其特征在于:所述电容C1、C2为串联直流母线分裂电容,电容值大小相同。