1.一种异构混合桥臂的背靠背式三电平整流器,其特征在于包括:开关管S1、S2、S3、S4,二极管D1、D2,电感L,电容C1、C2;
交流电源一端连接电感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;
交流电源另一端分别连接开关管S2漏极、开关管S3源极、二极管D4阴极;
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S4漏极分别连接二极管D3阳极、开关管S3漏极;
电容C1另一端分别连接开关管S4源极、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所述一种异构混合桥臂的背靠背式三电平整流器,其特征在于:4个开关管:S1、S2、S3、S4,4个二极管:D1、D2、D3、D4中,MOS管S3和二极管D3、D4连接组成一个异构混合桥臂,桥臂包括1个MOS管,2个用于箝位电压的二极管;同时桥臂中的MOS管S3与MOS管S4连接组成异构双向开关。
3.根据权利要求1所述一种异构混合桥臂的背靠背式三电平整流器,其特征在于:储能滤波电感L、背靠背MOS管组S1、S2连接组成双向开关。
4.根据权利要求1所述一种异构混合桥臂的背靠背式三电平整流器,其特征在于:半导体器件S3、S4连接组成双向开关。
5.根据权利要求1所述一种异构混合桥臂的背靠背式三电平整流器,其特征在于:电容C1、C2串联组成并联稳压支路。
6.根据权利要求1~5所述任意一种异构混合桥臂的背靠背式三电平整流器,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、S4均关断;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关断,S3、S4导通;二极管D1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释放能量将ab端电压稳定在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端的电压稳定在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释放能量将直流母线电压稳定在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关断,S3、S4导通;二极管D2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释放能量将直流母线电压稳定在将ab端的电压稳定在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端的电压稳定在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
7.根据权利要求6所述一种异构混合桥臂的背靠背式三电平整流器,其特征在于:通过改变开关管的状态,能够对直流母线侧电容进行充放电操作,在电网的正半周期中,电路的有Udc、Udc/2、0三种电压等级的工作状态,分别对应了模态1、模态2、模态3;在电网的负半周期中,电路的有‑Udc、‑Udc/2、0三种电压等级的工作状态,分别对应了模态4、模态5、模态6。