利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2021103890927
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:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.基于单相三电平伪图腾柱式的直流充电器,其特征在于该直流充电器包括:伪图腾柱桥臂、滤波电路、双回路带双向开关管的单相整流桥;

所述伪图腾柱桥臂包括开关管S1、S2,二极管D3、D4;

所述滤波电路包括电感L1、L2;

所述双回路带双向开关管的单相整流桥包括二极管D1、D2,一对双向开关管,电容C1、C2,负载RL;

双向开关管包括开关管S3,二极管D5、D6、D7、D8,开关管S4,二极管D9、D10、D11、D12;

交流电源us一侧分别连接二极管D1阳极、二极管D2阴极;交流电源us另一侧分别连接电感L1一端、电感L2一端;

电感L1另一端分别连接开关管S1漏极、二极管D3阳极、二极管D5阳极、二极管D6阴极;

电感L2另一端分别连接开关管S2源极、二极管D4阳极、二极管D9阳极、二极管D10阴极;

开关管S3漏极分别连接二极管D5阴极、二极管D7阴极,开关管S3源极分别连接二极管D6阳极、二极管D8阳极;

开关管S4漏极分别连接二极管D9阴极、二极管D11阴极,开关管S4源极分别连接二极管D10阳极、二极管D12阳极;

二极管D1阴极分别连接二极管D3阴极、开关管S2漏极、电容C1正极;

二极管D2阳极分别连接二极管D4阳极、开关管S1源极、电容C2负极;

电容C1负极分别连接二极管D7阳极、二极管D8阴极、二极管D11阳极、二极管D12阴极、电容C2正极;

负载RL两端分别连接电容C1正极、电容C2负极。

2.根据权利要求1所述基于单相三电平伪图腾柱式的直流充电器,其特征在于:所述伪图腾柱桥臂由开关管S1、S2和二极管D3、D4组成一对整流桥臂,每支桥臂包括1个功率开关器件,1个钳位二极管。

3.根据权利要求1所述基于单相三电平伪图腾柱式的直流充电器,其特征在于:所述双回路带双向开关管的单相整流桥包含两个相同结构的双向开关管,与电感L1相连的双向开关管为上双向开关管,与电感L2相连的双向开关管为下双向开关管;上下双向开关管均由4个二极管和一个全控型开关管组成。

4.根据权利要求1所述基于单相三电平伪图腾柱式的直流充电器,其特征在于:所述开关管S1~S4均为带有体二极管的MOSFET、或者IGBT。

5.根据权利要求1所述基于单相三电平伪图腾柱式的直流充电器,其特征在于:电路正常工作时,电感L1的电流为iL1,电感L2的电流为iL2,对电网输出电流is有:is=iL1+iL2,稳定状态下电路包含6个工作模式:(1)正半周期三种工作模式:电网电压us和输出电流is均大于0;

模式一:开关管S1、S2、S3、S4全部关断,交流电源us和电感L1与电感L2向负载RL提供能量,二极管D2、D3以及开关管S2上的体二极管正偏导通,直流输出电压udc>us,电感电流线性减少,电容C1、C2处于充电状态,充电电流等于is‑idc,电压uB1O=uB2O=uc1+uc2=+udc;

模式二:开关管S1、S2关断,开关管S3、S4导通,电容C2充电,充电电流为is‑idc,电容C1向负载放电,提供电流idc,电压uB1O=uB2O=uc1=+udc/2;

模式三:开关管S2、S3、S4全部关断,开关管S1导通,二极管D2正偏导通,交流电源us向电感L1充电,电感L1电流呈现线性上升,电容C1和C2向负载RL放电,此时电压uB1O=0,uB2O=us;

(2)负半周期三种工作方式:电网电压us和输出电流is均小于0;

模式四:开关管S2导通,开关管S1、S3、S4关断,二极管D1正偏导通,交流电源us向电感L2充电,电感L2电流呈现线性上升,电容C1和C2继续向负载RL放电,此时电压uB2O=0,uB1O=us;

模式五:开关管S3、S4导通,开关管S1、S2关断,电容C1充电,充电电流为‑is‑idc,电容C2向负载放电,提供电流idc,电压uB1O=uB2O=uc2=‑udc/2;

模式六:开关管全关断,交流电源us和电感L1与电感L2向负载RL提供能量,二极管D4、D1和开关管S2上的体二极管正偏导通,直流输出电压udc>us,电感电流线性减少,电容C1、C2处于充电状态,充电电流等于is‑idc,电压uB1O=uB2O=‑uc1‑uc2=‑udc。