[发明专利]一种T型交-直-交九电平变换器

说明书

本发明公开了一种T型交‑直‑交九电平变换器，所属技术领域为功率变换器，包括电网电压源e_g，滤波电感，T型变换器A，T型变换器B，滤波电感L_f，和滤波电容C_L。所述T型变换器A与T型变换器B结构完全相同，所述T型变换器A包括开关管S_a1～S_a8，开关管S_1a，开关管S_2a，电容C_a1和电容C_a2。本发明实现了不经过隔离变压器直接实现输出端可控的交流转交流，能为各类最高不超过50kW的交流负载提供高品质电压源，能实现高电平的输出，无需工频变压器即可接入中压配电网、使用较小的滤波电感就能保证并网电流的质量。本发明可以适用于更高电压等级、更大功率的场合。

技术领域

本发明涉及电力电子变换器领域，具体为一种T型交-直-交九电平变换器。

背景技术

单相交-直-交变换器已在许多应用中使用，在一些频率恒定的应用场合如不间断电源，统一电能质量调节器，交流调压器中，(High-performance online UPS usingthree-leg-type converter[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics,2005,52(3):889-897.)公开了一种桥臂共用的三桥臂拓扑，相比于传统的双H桥拓扑不仅节省了成本，损耗也更低。在传统的两平或三电平交直交变换器中，输出电压和网侧电流包含的谐波分量较多，网侧电流和电网电压存在相位差，难以实现网侧单位功率因数运行。(Designand Implementation of a Highly Efficient Three-Level T-Type Converter forLow-Voltage Applications[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2013,28(2):899-907.)与传统的NPC型三电平结构相比，T型三电平每个桥臂减少两个钳位二极管，多数电平状态下电流流经桥臂的开关管数量为1个，因此具有更低的导通损耗。然而对开关管耐压能力的提高，使其具有更高的开关损耗，因此T型三电平只适用于中低压场合。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种T型交-直-交九电平变换器，本发明的目的是在不使用工频变压器的情况下，实现交流-交流电能的变换，使其具有输入电流和输出电压总谐波失真低，输出电压可控的能力。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种T型交-直-交九电平变换器，其特征在于，包括电网电压源e_g，滤波电感L_s，T型变换器A，T型变换器B，滤波电感L_f，滤波电容C_L和负载电阻R。

所述交流电源的正极与滤波电感L_s的一端连接，所述滤波电感L_s的另一端与T型变换器A的整流端口连接，所述T型变换器A的逆变端口与滤波电感L_f的一端连接，所述滤波电感L_f的另一端与负载电阻R的一端连接，所述负载电阻R的另一端与T型变换器B的逆变端口连接，所述滤波电容C_L与负载电阻R并联，所述T型变换器B的整流端口与交流电源的负极连接，所述T型变换器A的公共桥臂与T型变换器A的公共桥臂中点连接。

优选地，所述T型变换器A与T型变换器B结构完全相同，所述T型变换器A包括开关管S_a1～S_a8，开关管S_1a，开关管S_2a，电容C_a1和电容C_a2。