[发明专利]Zeta式三电平交－交变换器

权利要求书

1.一种Zeta式三电平交-交变换器，其特征在于：该变换器由依次连接的输入滤波器、多电平变换器和输出滤波器构成，该变换器交替输出两个非零电平，该两个非零电平之间输出零电平来调节其输出时间的宽度，所输出的三个电平经输出滤波器滤波后得到稳定或可调的同频、优质正弦交流电压u_o，即输入高压交流电源u_i的一端与输入滤波电感L₄相连，该输入滤波电感L₄的另一端分别与输入滤波电容C₄和多电平变换器的两个电平模态支路首端相连接，所述的输入滤波电感L₄和输入滤波电容C₄构成输入滤波器，该输入滤波器对输入高压交流电源u_i进行滤波；所述的多电平变换器的两个电平模态支路由电源电压支路和电源电压串联平衡电容电压支路组成，所述的电源电压支路由第五功率开关管S₅串联第六功率开关管S₆组成，所述的电源电压串联电容电压支路由第一功率开关管S₁、第二功率开关管S₂、平衡电容C₁、第三功率开关管S₃和第四功率开关管S₄依次串联组成，能量转换电感L₁的一端接于第二功率开关管S₂与平衡电容C₁的连接点，另一端接地，该能量转换电感L₁和平衡电容C₁之间的能量通过由第七功率开关管S₇和第八功率开关管S₈串联组成的双向功率开关管支路交换，该双向功率开关管支路首端接地，末端接于平衡电容C₁和第三功率开关管S₃的连接点处；所述的两个电平模态支路末端，即第六功率开关管S₆和第四功率开关管S₄连接在一起，然后再与组的滤波电感L₂的前端相连，连接点与地之间设置实现非互补控制策略的由第九功率开关管S₉和第十功率开关管S₁₀串联组成的双向功率开关管支路，该第九功率开关管S₉的一端与输出滤波电感L₂的前端相连；该输出滤波电感L₂的后端与输出滤波电容C₂的一端和输出交流负载Z_L的一端相连，输出滤波电容C₂的另一端和输出交流负载Z_L的另一端都接地，所述的输出滤波电感L₂和输出滤波电容C₂构成输出滤波器，该输出滤波器滤除多电平变换器的输出电压中的高次谐波，从而在输出交流负载侧得到高质量的正弦交流电压u_o。

2.根据权利要求1所述的Zeta式三电平交一交变换器，其特征在于：第一功率开关管S₁和第二功率开关管S₂、第三功率开关管S₃和第四功率开关管S₄、第五功率开关管S₅和第六功率开关管S₆、第七功率开关管S₇和第八功率开关管S₈、第九功率开关管S₉和第十功率开关管S₁₀分别组成五对双向功率开关管支路都能实现交流正负半周变换，第一功率开关管S₁和第二功率开关管S₂、平衡电容C₁和第三功率开关管S₃和第四功率开关管S₄依次串联形成一条实现电源电压u_i和平衡电容C₁电压相加输出的支路，第五功率开关管S₅和第六功率开关管S₆组成一条实现电源电压u_i单独输出的支路，第七功率开关管S₇和第八功率开关管S₈组成一条提供实现电感L₁和平衡电容C₁能量相互交换的支路，第九功率开关管S₉和第十功率开关管S₁₀组成一条实现零电压输出的支路。

3.根据权利要求1所述的Zeta式三电平交-交变换器，其特征在于：输出交流负载Z_L为阻性、感性或者容性。