[发明专利]基于单相II型三电平伪图腾柱的直流充电器

说明书

基于单相II型三电平伪图腾柱的直流充电器，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；一对双向开关管包括开关管S₃~S₆。本发明基于单相II型三电平伪图腾柱的直流充电器，融合伪图腾柱整流技术及三电平拓扑技术，相对于传统升压功率因数校正型的两电平直流充电器，能有效地降低开关管的应力，开关管的导通损耗小，且不存在桥臂直通现象；同时由于电路中存在II型两开关管串联式双向开关支路，直流充电电路的可靠性被大大提高。

技术领域

本发明涉及电力电子电能变换技术领域，具体涉及一种基于单相II型三电平伪图腾柱的直流充电器。

背景技术

电动汽车等电动交通工具有能源利用率高，清洁无污染等优点，但为其充电的充电设备发展缓慢，同时交流、直流充电形式和不同功率等级的充电器在充电过程带来不同的充电速度慢级安全问题。另外，充电设备功率因数过低会加重电网的负载或者说会造成电网容量的浪费。国际电工委员会对各类交流变换直流的充电电源电流所含的谐波成分作了严格的限制标准。其中，伪图腾柱两电平功率因数校正电路与传统无桥功率因数校正电路相比，具有高效率、无桥臂直通等优点，但是该电路使得器件承受电网的全部电压，选择元器件时成本较高，同时限制了两电平直流充电器在中、高压功率直流充电设备场景下的应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于单相II型三电平伪图腾柱的直流充电器，将传统的伪图腾柱式结构与三电平整流桥结合，该直流充电器提高了电路的可靠性、降低开关电压应力、提高电流正弦度、降低了谐波含量，在单相电网应用场景下的直流充电设备具有明显的竞争优势。

本发明采取的技术方案为：

基于单相II型三电平伪图腾柱的直流充电器，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；

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，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；

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；