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专利号: 2021101211940
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
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摘要:

权利要求书:

1.基于伪图腾柱结构的单相三电平功率因数校正电路,其特征在于包括:单相伪图腾柱结构、滤波器、带双向开关管的单相整流桥;

所述单相伪图腾柱结构包括开关管S1、S2,二极管D1、D2;

所述滤波器包括电感L1、L2;

所述带双向开关管的单相整流桥包括二极管D3、D4,一组双向开关管,电容C1、C2,负载RL;

连接关系如下:

开关管S1漏极分别连接二极管D1阳极、电感L1一端;

二极管D2阴极分别连接开关管S2源极、电感L2一端;

二极管D1阴极分别连接开关管S2漏极、二极管D3阴极、电容C1一端;

开关管S1源极分别连接二极管D2阳极、二极管D4阳极、电容C2另一端;

电感L1一端、电感L2一端均连接电源一侧;

电源另一侧分别连接二极管D3阳极、二极管D4阴极、开关管S3源极;

开关管S3漏极连接开关管S4漏极;

开关管S4源极分别连接电容C1另一端、电容C2一端;

负载RL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所述基于伪图腾柱结构的单相三电平功率因数校正电路,其特征在于:所述开关管S1、S2、S3均为带有体二极管的MOSFET、或者IGBT。

3.根据权利要求1或2所述基于伪图腾柱结构的单相三电平功率因数校正电路,其特征在于:电路正常工作时,共有6种工作模式:(1)正半周期三种工作模式:

模式一:全控型开关管S1、S2、S3和S4关断,二极管D1及全控型开关管S2上的体二极管正偏导通,电容C1、C2充电,电感L1和L2均承受电压us‑udc,电感L1、L2均分电流is,有is=iL1+iL2=2iL;因输入电压频率远小于开关频率,在一个开关频率内可认为输入电压不变,故电感L1、L2上的电流线性下降,此时,B1点和B2点的电位等于udc;

模态二:全控型开关管S1、S2和S4关断,全控型开关管S3打开,二极管D2及全控型开关管S2上的体二极管正偏导通,双向开关管中S3打开,开关管S4上的体二极管正偏导通,电容C1充电,电容C2在负载回路中放电,电感承受电压us‑Udc/2,电感L1、L2均分电流is,同样,认为输入电压在一个开关周期内不变;当电源电压小于Udc/2时,电感电流线性下降;当电源电压大于Udc/2时,电感电流线性上升,此时,B1点和B2的电位等于Udc/2;

模态三:全控型开关管S1打开,全控型开关管S2、S3和S4关断,开关管S1、二极管D4、电感L1和电源形成回路,电容C1、C2向负载RL供电,L1承受电网电压us,输入电压在一个周期内认为是定值,电感L1电流线性上升,此时,B1点的电位等于0,B2点的电位等于us;

(2)负半周期三种工作模式:

模态四:全控型开关管S2打开,全控型开关管S1、S3和S4关断,开关管S2、二极管D3、电感L2和电源形成回路,电容C1、C2向负载RL供电,电感L2承受电网电压us,输入电压在一个周期内认为是定值,电感L2电流线性上升,此时,B2点的电位等于0,B1点的电位等于us;

模态五:全控型开关S4打开,其余开关关断,二极管D2及全控型开关管S1上的体二极管正偏导通,双向开关管中S4打开,开关管S2上的体二极管正偏导通,电容C1充电,电容C2在负载回路中放电,电感承受电压us‑Udc/2,电感L1、L2均分电流is,同样,认为输入电压在一个开关周期内不变;当电源电压绝对值小于Udc/2时,电感电流线性上升;当电源电压绝对值大于Udc/2时,电感电流线性下降,此时,B1点和B2的电位等于‑Udc/2;模态六:全控型开关管全部关断,电感L1的电流经二极管D3和开关管S1的体二极管续流;电感L2的电流经二极管D3和D2续流;电容C1、C2均充电,电感L1承受电压us+Udc,电感电流上升,当前模态下,B1、B2点电压为‑Udc。