1.基于三开关管的双升压三电平整流器,其特征在于:
该整流器包括交流电源ug、双耦合磁绕组N1、双耦合磁绕组N2、电容C1、电容C2、开关管Q1~Q3、二极管D1~D10;
交流电源ug一端、二极管D1的阴极、双耦合磁绕组N1一端连接在一起,构成节点c;
交流电源ug另一端、二极管D2的阴极、双耦合磁绕组N2一端连接在一起,构成节点d;
双耦合磁绕组N1另一端、二极管D3的阳极、开关管Q1的漏极连接在一起,构成节点a;
双耦合磁绕组N2另一端、二极管D4的阳极、开关管Q2的漏极、二极管D5的阳极、二极管D6的阴极连接在一起,构成节点b;
二极管D3的阴极、二极管D4的阴极、二极管D7的阳极连接在一起,构成节点e;
二极管D1的阳极、二极管D2的阳极、二极管D8的阴极、开关管Q1的源极、开关管Q2的源极连接在一起,构成节点f;
二极管D5的阴极、二极管D9的阴极均与开关管Q3的漏极相连;二极管D6的阳极、二极管D10的阳极均与开关管Q3的源极相连;
二极管D7的阴极、电容C1的正极、负载R一端连接在一起,构成节点m;
二极管D9的阳极、二极管D10的阴极、电容C1的负极、电容C2的正极连接在一起,构成节点o;
二极管D8的阳极、电容C2的负极、负载R的另一端连接在一起,构成节点n。
2.根据权利要求1所述基于三开关管的双升压三电平整流器,其特征在于:所述双耦合磁绕组N1包括绕组N11和N12,双耦合磁绕组N2包括绕组N21和N22,其中绕组N11、N21采用共芯同向绕制,绕组N12、N22采用共芯反向绕制。
3.根据权利要求1所述基于三开关管的双升压三电平整流器,其特征在于:所述节点b、节点o之间的单元构成双向管插入式结构。
4.根据权利要求1所述基于三开关管的双升压三电平整流器,其特征在于:所述电容C1、C2为容值相等的电解电容。
5.根据权利要求1所述基于三开关管的双升压三电平整流器,其特征在于:所述开关管Q1~Q3均为带有反并联体二极管的MOSFET或IGBT或IGCT。
6.根据权利要求1~5所述任意一项基于三开关管的双升压三电平整流器,其特征在于:该整流器具有两个升压整流单元,第一个升压整流单元由双耦合磁绕组N1、二极管D3、开关管Q1组成;第二个升压整流单元由双耦合磁绕组N2、二极管D4、开关管Q2组成。
7.根据权利要求1~5所述任意一项基于三开关管的双升压三电平整流器,其特征在于:电路正常工作时,共有六种工作模式:
1)正半周期三种工作模式:
模式一:开关管Q1、Q2、Q3全部关断,交流电源ug和双耦合磁绕组N1与双耦合磁绕组N2向负载R提供能量,直流输出电压ud>ug,绕组电流线性减小,电容C1、C2处于充电状态,充电电流为i1-id,电压uab=u1+u2=+ud;
模式二:开关管Q1关断,Q2、Q3导通,电容C1充电,充电电流为i1-id,电容C2放电提供负载电流id,电压uab=u1=+ud/2;
模式三:开关管Q1导通,Q2、Q3关断,交流电源ug向双耦合磁绕组N1与双耦合磁绕组N2充电,绕组电流呈线性上升状态,此阶段是一个Boost升压过程,同时电容C1与C2向负载R供电,电压uab=0;
2)负半周期三种工作模式:
模式四:开关管Q1、Q3关断,Q2导通,交流电源ug向双耦合磁绕组N1与双耦合磁绕组N2充电,绕组电流线性上升,此阶段是一个Boost升压过程,同时电容C1与C2向负载R供电,电压uab=0;
模式五:开关管Q1、Q2关断,Q3导通,电容C2充电,充电电流是io-id,电容C1向负载R供电,电压uab=-u2=-ud/2;
模式六:开关管Q1、Q2、Q3全部关断,交流电源ug和双耦合磁绕组N1与双耦合磁绕组N2向负载R提供能量,直流输出电压ud>ug,绕组电流线性减小,电容C1、C2处于充电状态,充电电流为i1-id,电压uab=-u1-u2=-ud;
在上述六种工作模式下,网侧输入电流ig的返回路径均有两条,即在一个工频周期内,双耦合磁绕组N1与双耦合磁绕组N2中均有电流流过。
8.基于三开关管的双升压三电平整流器,其特征在于:该整流器包括:交流电源ug、双耦合磁绕组N1、双耦合磁绕组N2、电容C1、电容C2、开关管Q1~Q3、二极管D1~D8;
交流电源ug的一端、二极管D1的阴极、双耦合磁绕组N1的一端连接在一起,构成节点c;
交流电源ug的另一端、二极管D2的阴极、双耦合磁绕组N2的一端连接在一起,构成节点d;
双耦合磁绕组N1的另一端、二极管D3的阳极、开关管Q1的漏极连接在一起,构成节点a;
双耦合磁绕组N2的另一端、二极管D4的阳极、开关管Q2的漏极、开关管Q3的源极、开关管Q4的漏极连接在一起,构成节点b;
二极管D3的阴极、二极管D4的阴极、二极管D5的阳极连接在一起,构成节点e;
二极管D1的阳极、二极管D2的阳极、二极管D6的阴极、开关管Q1的源极、开关管Q2的源极连接在一起,构成节点f;
二极管D7的阴极和开关管Q3的漏极相连;二极管D8的阳极开关管Q4的源极相连;
二极管D5的阴极、电容C1的正极、负载R的一端连接在一起,构成节点m;
二极管D7的阳极、二极管D8的阴极、电容C1的负极、电容C2的正极连接在一起,构成节点o;
二极管D6的阳极、电容C2的负极、负载R的另一端连接在一起,构成节点n。