[发明专利]单级双向升降压整流器

说明书

技术领域

本发明涉及单级双向升降压整流器，属于电力电子变换器的技术领域。

背景技术

整流器广泛应用于通信电源，不间断供电电源，蓄电池充电电源等场合。传统的整流器电路拓扑包括电压源整流器和电流源整流器两类。

电压源整流器的输出电压高于交流输入电压，因此电压源整流器本质上是一个升压型整流器，为了实现降压变换的功能，需要额外增加一级降压变换电路，导致变换器整体结构复杂。

电流源整流器本质上是一个降压型整流器，为了实现升压变换的功能，需要额外增加一级升压变换电路，导致变换器整体结构复杂。电流源整流器只能实现单向功率传输，能量不能双向流动。

为了解决电压源整流器和电流源整流器存在的上述问题，学者提出了Z源整流器的概念，通过引入一个Z源网络将整流器主电路与电源耦合起来。与电压源和电流源整流器相比，Z源整流器能够提供升降压变换的功能，但引入了额外的由电感，电容组成的无源元件，增加了系统的体积，重量和实现成本，同时控制复杂。国内外又在此基础上陆续提出了一些改型的Z源变换电路，其本质都是通过引入无源元件来实现升压，都存在上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了单级双向升降压整流器。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案。

一种单级双向升降压整流器，其输入端与交流电源连接，输出端接直流负载；所述单级双向升降压整流器包括依次连接的开关单元、输入滤波单元、整流桥、输出滤波单元，其中：

开关单元包括第一互补双向电力电子开关、第二互补双向电力电子开关，第一互补双向电力电子开关包括第一开关管、第二开关管，第二互补双向电力电子开关包括第三开关管、第四开关管；

输入滤波单元为滤波电感；

整流桥为单相整流桥；

输出滤波单元为直流滤波电容；

所述第四开关管阳极、第二开关管阳极为所述单级双向升降压整流器输入端端子；所述直流滤波电容两级为所述单级双向升降压整流器输出端端子；

所述第一开关管阴极与第二开关管阴极连接；所述第三开关管阴极与第四开关管阴极连接；所述第一开关管阳极、第三开关管阳极分别与滤波电感一端相连；所述滤波电感另一端接单相整流桥一个桥臂的中点，所述单相整流桥另一桥臂中点与所述第二开关管阳极连接；所述直流滤波电容与所述单相整流桥第二桥臂并联。

所述一种单级双向升降压整流器中，开关管包括MOS管和功率二极管，MOS管的漏极与功率二极管的阴极连接，MOS管的源极与功率二极管的阳极连接。

所述一种单级双向升降压整流器中，开关管包括IGBT管和功率二极管，IGBT管的集电极与功率二极管的阴极连接，IGBT管的发射极与功率二极管的阳极连接。

一种单级双向升降压整流器，其输入端与交流电源连接，输出端接直流负载；所述单级双向升降压整流器包括依次连接的开关单元、输入滤波单元、整流桥、输出滤波单元，其中：

开关单元包括第一互补双向电力电子开关、第二互补双向电力电子开关，第一互补双向电力电子开关包括第一开关管、第二开关管、第三开关管，第二互补双向电力电子开关包括第四开关管、第五开关管、第六开关管；

输入滤波单元包括：A相滤波电感、B相滤波电感、C相滤波电感；

整流桥为三相整流桥；

输出滤波单元直流滤波电容；

所述第四开关管阳极、第五开关管阳极、第六开关管阳极为所述单级双向升降压整流器输入端端子；所述直流滤波电容两级为所述单级双向升降压整流器输出端端子；

所述第四开关管阴极、第一开关管阳极分别与A相滤波电感一端连接；所述A相滤波电感另一端与三相整流桥第一桥臂中点连接；所述第五开关管阴极、第二开关管阳极分别与B相滤波电感一端连接；所述B相滤波电感另一端与三相整流桥第二桥臂中点连接；所述第六开关管阴极、第三开关管阳极分别与C相滤波电感一端连接；所述C相滤波电感另一端与三相整流桥第三桥臂中点连接；所述直流滤波电容与所述三相整流桥第三桥臂并联；所述第一开关管阴极、第二开关管阴极、第三开关管阴极均接地。

所述一种单级双向升降压整流器中，开关管包括MOS管和功率二极管，MOS管的漏极与功率二极管的阴极连接，MOS管的源极与功率二极管的阳极连接。

所述一种单级双向升降压整流器中，开关管包括IGBT管和功率二极管，IGBT管的集电极与功率二极管的阴极连接，IGBT管的发射极与功率二极管的阳极连接。