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专利号: 2021101211813
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-10
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种二极管箝位式背对背无桥三电平整流器,其特征在于包括:开关管S1、S2、S3、S4,二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6,电感L,电容C1、C2;

交流电源一侧连接电感L一端,电感L另一端分别连接开关管S1漏极、二极管D1阳极、二极管D2阴极;

交流电源另一侧分别连接开关管S2漏极、开关管S3源极、开关管S4漏极;

开关管S1源极连接开关管S2源极;

二极管D1阴极分别连接二极管D3阴极、电容C1一端;

二极管D2阳极分别连接二极管D4阳极、电容C2另一端;

开关管S3漏极分别连接二极管D3阳极、二极管D5阴极;

开关管S4源极分别连接二极管D4阴极、二极管D6阳极;

电容C1另一端分别连接二极管D5阳极、二极管D6阴极、电容C2一端;

负载R两端分别连接电容C1一端、电容C2另一端。

2.根据权利要求1所述一种二极管箝位式背对背无桥三电平整流器,其特征在于:其中,4个全控功率开关管:S1、S2、S3、S4,6个普通二极管:D1、D2、D3、D4、D5、D6,这些开关器件和二极管组成的二极管箝位电路。

3.根据权利要求1所述一种二极管箝位式背对背无桥三电平整流器,其特征在于:电感L、开关管S1、S2组成的背对背支路。

4.根据权利要求1所述一种二极管箝位式背对背无桥三电平整流器,其特征在于:半导体双向开关S3、S4,二极管D1、D2、D3、D4,串联的电容C1、C2组成单相三电平整理结构。

5.根据权利要求1所述一种二极管箝位式背对背无桥三电平整流器,其特征在于:二极管组D5、D6组成二极管箝位结构。

6.根据权利要求1所述一种二极管箝位式背对背无桥三电平整流器,其特征在于:电容C1、C2串联组成输出侧并联稳压支路。

7.根据权利要求1‑6所述任意一种二极管箝位式背对背无桥三电平整流器,其特征在于:在不同的电网电压区间内调整不同的工作模态:

1)模态1:开关管S1、S2、S3关断,S4导通,二极管D1、D4工作在导通状态下回路流经电容C1、C2,此时电网电压us

2)模态2:开关管S1、S2、S4关断,S3导通;二极管D1、D5工作在导通状态下回路流经电容C1;

当电网电压us<+Udc/2时,由于电感L上的电流不能突变,电容C1将ab端的电压箝位在Udc/2上,电感L上会产生一个平衡电压使uab=Udc/2;此时电感释放能量,电感L上的电流减小,电容C1充电,电容C2放电;当电网电压us>+Udc/2时,由于电感L上的电流不能突变,电容C1将ab端的电压钳位在Udc/2上,电感L上会产生一个平衡电压使uab=Udc/2;此时电感吸收能量,电感L上的电流增大,电容C1充电,电容C2放电;

3)模态3:开关管S3、S4均关断,S1、S2导通;电路中的二极管全部截止,电网与负载没有功率通道;此时电网电压0

4)模态4:开关管S1、S2、S4关断S3导通,二极管D2、D3工作在导通状态下回路流经电容C1、C2,此时电网电压us<‑Udc/2;由于电感L上的电流不能突变,电容C1、C2将负载端的电压箝位在Udc上,电感L上会产生一个平衡电压使‑uab=Udc;此时电感释放能量,电感L上的电流减小,电容C1、C2充电;

5)模态5:开关管S1、S2、S3关断,S4导通;二极管D2、D6工作在导通状态下回路流经电容C2;

当电网电压us>‑Udc/2时,由于电感L上的电流不能突变,电容C2将ab端的电压箝位在Udc/2上,电感L上会产生一个平衡电压使‑uab=Udc/2;此时电感释放能量,电感L上的电流减小,电容C2充电,电容C1放电;当电网电压us<‑Udc/2时,由于电感L上的电流不能突变,电容C2将ab端的电压钳位在Udc/2上,电感L上会产生一个平衡电压使‑uab=Udc/2;此时电感吸收能量,电感L上的电流增大,电容C2充电,电容C1放电;

6)模态6:开关管S3、S4均关断,S1、S2导通;电路中的二极管全部截止,电网与负载没有功率通道;此时电网电压0