[发明专利]基于单相II型三电平伪图腾柱的直流充电器

权利要求书

1.基于单相II型三电平伪图腾柱的直流充电器，其特征在于该直流充电器包括：

伪图腾柱桥臂、滤波电路、单相II型整流桥、；

所述伪图腾柱桥臂包括开关管S₁、S₂，二极管D₃、D₄；

所述滤波电路包括滤波电感L₁、L₂；

所述单相II型整流桥包括二极管D₁、D₂，一对双向开关管，电容C₁、C₂，负载R_L；

所述一对双向开关管包括开关管S₃～S₆；

交流电源u_s一端分别连接二极管D₁阳极、二极管D₂阴极，其连接点构成节点O，交流电源u_s另一端分别连接滤波电感L₁一端、滤波电感L₂一端；

滤波电感L₁另一端分别连接二极管D₃阳极、开关管S₃源极、开关管S₁漏极，其连接点构成节点B₁；

滤波电感L₂另一端分别连接二极管D₄阴极、开关管S₂源极、开关管S₅源极，其连接点构成节点B₂；

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阳极分别连接开关管S₁源极、二极管D₄阳极、电容C₂负极；

开关管S₃漏极连接开关管S₄漏极，开关管S₅漏极连接开关管S₆漏极；

开关管S₄源极分别连接开关管S₆源极、电容C₁负极、电容C₂正极；

负载R_L两端分别连接电容C₁正极、电容C₂负极；

该直流充电器电路正常工作时，电感L₁的电流为i_L1，电感L₂的电流为i_L2，

对电网输出电流i_s有：i_s＝i_L1+i_L2，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u_s和输出电流i_s均大于0；

模式一：开关管S₁～S₆全部关断，交流电源u_s和电感L₁与电感L₂向负载R_L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u_dcu_s，电感电流线性减少，电容C₁、C₂处于充电状态，充电电流等于i_s-i_dc,电压u_B1O＝u_B2O＝u_c1+u_c2＝+u_dc，其中，i_dc为直流输出电流，也即流入负载R_L的电流，u_B1O为节点B₁与节点O之间的电压，u_B2O为节点B₂与节点O之间的电压，u_c1为电容C₁两端电压，u_c2为电容C₂两端电压；

模式二：开关管S₁、S₂、S₃关断，开关管S₄、S₅、S₆导通，电容C₂充电，充电电流为i_s-i_dc，电容C₁向负载放电，提供电流i_dc，电压u_B1O＝u_B2O＝u_c1＝+u_dc/2；

模式三：开关管S₂～S₆全部关断，开关管S₁导通，二极管D₂正偏导通，交流电源u_s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R_L放电,电感此时电压u_B1O＝0；

(2)负半周期三种工作方式：电网电压u_s和输出电流i_s均小于0；

模式四：开关管S₂导通，开关管S₁、S₃、S₄、S₅、S₆关断，二极管D₁正偏导通，交流电源u_s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R_L放电，此时电压u_B2O＝0；

模式五：开关管S₃、S₅导通，开关管S₁、S₂、S₄、S₆关断，电容C₁充电，充电电流为-i_s-i_dc，电容C₂向负载放电,提供电流i_dc，电压u_B1O＝u_B2O＝u_c2＝-u_dc/2；

模式六：开关管全关断，交流电源u_s和电感L₁与电感L₂向负载R_L提供能量，二极管D₄、D₁和开关管S₁上的体二极管正偏导通，直流输出电压u_dcu_s，电感电流线性减少，电容C₁、C₂处于充电状态，充电电流等于i_s-i_dc,电压u_B1O＝u_B2O＝-u_c1-u_c2＝-u_dc。