[发明专利]四开关管串联型的背靠背式三电平整流器

说明书

四开关管串联型的背靠背式三电平整流器，开关管S₁~S₆，二极管D₁~D₄，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S₄源极、开关管S₅漏极；开关管S₁源极连接开关管S₂源极；二极管D₁阴极分别连接开关管S₃漏极、电容C₁一端；二极管D₂阳极分别连接开关管S₆源极、电容C₂另一端；开关管S₄漏极分别连接开关管S₃源极、二极管D₃阴极；开关管S₅源极分别连接二极管D₄阳极、开关管S₆漏极；电容C₁另一端分别连接二极管D₃阳极、二极管D₄阴极、电容C₂一端。本发明整流器能够实现输入侧电压的电平数为三种电平，可以显著减小电容值；减小器件的电压应力。

技术领域

本发明涉及单相三电平有源整流器技术领域，具体涉及一种四开关管串联型的背靠背式三电平整流器。

背景技术

对于常规的功率因数校正(PFC)整流器，无法在公共电网这类电压变化幅度较大的电源的工作环境下保持高效率。常规的功率因数校正(PFC)整流器常常采用的两电平整流方式会使电感的工作噪声很大。一种四开关管串联型的背靠背式三电平整流器由于采用了三电平结构可以灵活地适应于合适的工作模式以获得最大效率。同时，一种四开关管串联型的背靠背式三电平整流器能够维持高功率因数的情况下减小电感噪音，并且能够保持对负载输出稳定的电压。相比于传统的两电平整流器，所提出的一种四开关管串联型的背靠背式三电平整流器具有更小的纹波水平；更小的器件电压应力；较好的功率因数以及功率密度；减少与公共电网的无功功率交换。同时，由于电路采用四开关管串联整流桥壁的构成方式，大大增加了整流电路的灵活性与可靠性。但是由于该电路主回路具有较大的体积，限制了一种四开关管串联型的背靠背式三电平整流器在部分场合下的使用。

发明内容

本发明提供一种四开关管串联型的背靠背式三电平整流器，相对于传统的两电平整流电路，减少了对电路元件的电压应力要求。整流桥有多开关管结构，开关管并联其中部分二极管，所承受的电压应力减小，开关管的成本降低；两个极性电容串联使用，电容电压减小；采用四开关管串联结构，整流器工作的灵活性增加；直流母线由两个电容串联工作，有效减少输出电流纹波。

本发明采取的技术方案为：

四开关管串联型的背靠背式三电平整流器，包括：

开关管S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆，二极管D₁、D₂、D₃、D₄，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S₄源极、开关管S₅漏极；

开关管S₁源极连接开关管S₂源极；