[发明专利]基于T型选择单元的混合多电平AC-DC变换器

说明书

本发明涉及基于T型选择单元的混合多电平AC‑DC变换器，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。本发明采用T型的多电平选择单元与整流桥臂连接，实现了多电平混合整流，本发明的AC‑DC变换器可靠性高，灵活性好，可用于不同电压、功率等级的应用场景。

技术领域

本发明属于AC-DC变换器领域，具体涉及一种基于T型选择单元的混合多电平AC-DC变换器。

背景技术

传统的多电平变换器应用H桥级联的方式实现多电平，但电路结构中需要较多的二极管及开关管，这样导致电路结构在实际应用中损耗较高且控制复杂，同时电路结构不具有混合整流的功能，无法保证对负载可靠地供电。为解决上述问题，一方面需要减小开关器件的数量，另一方面需要将现有的电路结构进行改进，使其可以实现多电平混合整流，保证对外具有可靠的供电输出。公开号为CN109149986的发明申请“一种类三电平混合式模块化多电平变换器及其控制方法”公开了一种多电平变换器的电路拓扑结构，但电路拓扑结构依然采用H桥型的多电平形式，并没有从根本上解决存在的问题。

因此，研究一种基于T型单元的混合型三电平AC-DC变换器，该变换器具有较少的开关器件，且可以实现多电平混合整流，从根本上解决了已有拓扑结构存在的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种基于T型选择单元的混合多电平AC-DC变换器，3个源极互相连接的开关管形成T型多电平选择单元，T型多电平选择单元与整流单元的一个整流桥臂的中点连接，T型多电平选择单元的其中2个开关管的漏极均经电感与交流电源连接，通过T型多电平选择单元的3个开关管的开关控制，实现多电平的功率路径选择和混合整流。

本发明的技术方案是基于T型选择单元的混合多电平AC-DC变换器，包括连接的整流单元和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。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。