[发明专利]基于T型选择单元的混合多电平AC-DC变换器

权利要求书

1.基于T型选择单元的混合多电平AC-DC变换器，其特征在于，包括整流单元和T型多电平选择单元，所述整流单元包括二极管D₁、D₂、D₃、D₄，二极管D₂的阴极与二极管D₁的阳极、交流电源的一端连接，二极管D₄的阴极与二极管D₃的阳极连接，二极管D₁的阴极分别与开关管S₁的漏极、二极管D₃的阴极连接；二极管D₂的阳极分别与开关管S₁的源极、二极管D₄的阳极连接；

所述T型多电平选择单元包括开关管S₂、S₃、S₄，开关管S₂的源极分别与开关管S₃的源极、开关管S₄的源极连接；开关管S₂的漏极、源极之间反并联二极管D₈，开关管S₃的漏极、源极之间反并联二极管D₉，开关管S₄的漏极、源极之间反并联二极管D₇；

开关管S₂的漏极与二极管D₃的阳极连接，开关管S₃的漏极与二极管D₄的阴极连接；

电容C₁、C₂串联，电容C₁与电容C₂的连接端记为n点，开关管S₄的漏极与n点连接，电容C₁另一端与二极管D₅的阴极连接，电容C₂另一端与二极管D₆的阳极连接，二极管D₅的阳极与二极管D₃的阴极连接，二极管D₆的阴极与二极管D₄的阳极连接；电感L一端与二极管D₃的阳极连接，电感L另一端连接交流电源的另一端；

负载R_L的一端与二极管D₅的阴极连接，负载R_L的另一端与二极管D₆的阳极连接。

2.根据权利要求1所述的基于T型选择单元的混合多电平AC-DC变换器，其特征在于，二极管D₃、D₄的连接端记为a点，二极管D₁、D₂的连接端记为b点，二极管D₃的阴极记为c点，二极管D₄的阳极记为d点，U_ab为a、b点电压，U_dc为d、c点电压，U_ab的电压值为三电平0、U_dc/2、U_dc其中之一，通过控制开关管S₁、S₂、S₃、S₄，对U_ab的电压值进行选择。

3.根据权利要求2所述的基于T型选择单元的混合多电平AC-DC变换器，其特征在于，交流电源的单个周期内，通过控制开关管S₁、S₂、S₃、S₄，所述混合多电平AC-DC变换器具有7个工作模态，具体如下：

工作模态1：整流输入电压U_N0V，整流输入电流I_N0A，二极管D₂、D₃导通，开关管S₁导通，电压U_ab=0V，电容C₁、C₂对负载进行续流；

工作模态2：整流输入电压U_N0V，整流输入电流I_N0A，二极管D₂、D₆、D₇导通，开关管S₂导通，电压U_ab=U_dc/2，电容C₁对负载进行续流，电容C₂充电；

工作模态3：整流输入电压U_N0V，整流输入电流I_N0A，二极管D₂、D₆、D₇导通，开关管S₃导通，电压U_ab=U_dc/2，电容C₁对负载进行续流，电容C₂充电；

工作模态4：整流输入电压U_N0V，整流输入电流I_N0A，二极管D₂、D₃、D₅、D₆导通，开关管S₁、S₂、S₃、S₄均关断，电压U_ab=U_dc，交流电源对负载供电，电容C₁、C₂充电；

工作模态5：整流输入电压U_N0V，整流输入电流I_N0A，二极管D₁、D₄导通，开关管S₁导通，电压U_ab=0V，电容C₁、C₂对负载进行续流；

工作模态6：整流输入电压U_N0V，整流输入电流I_N0A，二极管D₁、D₅、D₈、D₉导通，开关管S₄导通，电压U_ab= - U_dc/2，交流电源对负载进行供电，电容C₁充电；

工作模态7：整流输入电压U_N0V，整流输入电流I_N0A，二极管D₁、D₄、D₅、D₆导通，开关管S₁、S₂、S₃、S₄关断，电压U_ab= - U_dc，交流电源对负载供电，电容C₁、C₂充电。