CN103475256A - 一种电压源型非对称脉冲变换器及其输出脉冲的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电压源型非对称脉冲变换器，属于电力电子变换器领域。该变换器包括直流电压源、直流电压源、脉冲变换器电路；脉冲变换器电路3由5个开关管和5个二极管组成；本发明还公开了一种利用上述脉冲变换器输出脉冲的控制方法，本发明利用两个直流电压源作为输入，由5个开关管和5个二极管组成脉冲变换电路，通过控制开关管的通断，能够实现多种脉冲输出，结构简单，控制方便，克服了现有脉冲变换器输出脉冲形式单一、应用范围小的缺点。

Description

一种电压源型非对称脉冲变换器及其输出脉冲的控制方法

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种电压源型非对称脉冲变换器，本发明还涉及一种利用上述脉冲变换器输出脉冲的控制方法。

背景技术

近年来，脉冲电源在电镀、环保、焊接、真空镀膜、电火花加工等领域得到了越来越广泛的应用，尤其是一些特殊场合，脉冲电源的优势越来越明显，比如微弧氧化脉冲电源，磁控溅射脉冲电源，弧焊脉冲电源等。

而目前脉冲电源所用的脉冲变换器产生的脉冲绝大多数为单向脉冲或简单的双向脉冲，仅有极少数的可以产生形式较复杂的脉冲，例如：专利公开号为：CN101125389，公开日为：2008.02.20，发明名称为：超快变换变极性方波电流弧焊电源装置，公开了一种利用一个直流源和全桥变换器产生简单的双向脉冲的装置；专利公开号为：CN101125388，公开日为：2008.02.20，发明名称为：超音频方波直流脉冲弧焊电源装置，设计了一款能够产生叠加脉冲的装置，但该装置结构复杂，功能单一，仅能产生单向叠加脉冲；专利公开号为：CN101125390，公开日为：2008.02.20，发明名称为：超快变换方波复合脉冲电流变极性弧焊电源装置，设计了一种能够产生非对称叠加脉冲的装置，但是该装置中两个直流源不能独立向负载供电，限制了其功能的拓展。

工艺的多样化需求，要求脉冲变换器能够输出多种形式的脉冲。例如，在磁控溅射镀膜工艺中经常遇到的问题是，一些材料在镀膜时需要单向脉冲，而另外一些材料则需要双向脉冲；一些靶材起辉电压较低，而另外一些材料起辉电压较高，但持续的高压又会带来其他的问题，此时需要的脉冲形式更加复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种电压源型非对称脉冲变换器，解决了现有技术中脉冲形式单一、适用范围较小的问题。

本发明的另一目的是提供一种电压源型非对称脉冲变换器输出脉冲的控制方法。

本发明采用的第一技术方案是：一种电压源型非对称脉冲变换器，包括第一直流电压源1、第二直流电压源2、脉冲变换器电路3，脉冲变换器电路3包括开关管Q₁、开关管Q₂、开关管Q₃、开关管Q₄、开关管Q₅、二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、二极管D₅，第一直流电压源1的正极分别与开关管Q₁和开关管Q₃的集电极相连接，第一直流电压源1的负极和开关管Q₂的发射极相连接；第二直流电压源2的负极和开关管Q₃的发射极相连接，第二直流电压源2的正极分别与开关管Q₄和开关管Q₅的集电极相连接；开关管Q₁的发射极和开关管Q₂的集电极连接，开关管Q₂的发射极和开关管Q₄的发射极连接，开关管Q₂的集电极和负载的正用导线连接，开关管Q₅的发射极和负载的负用导线连接，二极管D₁的阳极与开关管Q₁的发射极相连接，二极管D₁的负极还与开关管Q₁的集电极相连接，二极管D₂的阳极和开关管Q₂的发射极相连接，二极管D₂的负极和开关管Q₂的集电极相连接，二极管D₃的阳极和开关管Q₃的发射极相连接，二极管D₃的负极和开关管Q₃的集电极相连接，二极管D₄的阳极和开关管Q₄的发射极相连接，二极管D₄的负极和开关管Q₄的集电极相连接，二极管D₅的阳极和开关管Q₅的发射极相连接，二极管D₅的负极和开关管Q₅的集电极相连接。

本发明采用的第二技术方案是：一种电压源型非对称脉冲变换器输出脉冲的控制方法，采用一种电压源型非对称脉冲变换器，包括第一直流电压源1、第二直流电压源2、脉冲变换器电路3，脉冲变换器电路3包括开关管Q₁、开关管Q₂、开关管Q₃、开关管Q₄、开关管Q₅、二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、二极管D₅，第一直流电压源1的正极分别与开关管Q₁和开关管Q₃的集电极相连接，第一直流电压源1的负极和开关管Q₂的发射极相连接；第二直流电压源2的负极和开关管Q₃的发射极相连接，第二直流电压源2的正极分别与开关管Q₄和开关管Q₅的集电极相连接；开关管Q₁的发射极和开关管Q₂的集电极连接，开关管Q₂的发射极和开关管Q₄的发射极连接，开关管Q₂的集电极和负载的正用导线连接，开关管Q₅的发射极和负载的负用导线连接，二极管D₁的阳极与开关管Q₁的发射极相连接，二极管D₁的负极还与开关管Q₁的集电极相连接，二极管D₂的阳极和开关管Q₂的发射极相连接，二极管D₂的负极和开关管Q₂的集电极相连接，二极管D₃的阳极和开关管Q₃的发射极相连接，二极管D₃的负极和开关管Q₃的集电极相连接，二极管D₄的阳极和开关管Q₄的发射极相连接，二极管D₄的负极和开关管Q₄的集电极相连接，二极管D₅的阳极和开关管Q₅的发射极相连接，二极管D₅的负极和开关管Q₅的集电极相连接。

具体按如下方式操作：

若要输出一种单向正向脉冲，在一个周期内，具体按如下步骤操作：

步骤1、开关管Q1、Q4开通，开关管Q2、Q3、Q5关断；二极管D5导通，二极管D1、D2、D3、D4截止；电流从第一直流电压源的正极经过Q1、负载、D5、Q4到直流电压源负极，此时Uo=U1；

步骤2、开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止，变换器无电流回路，此时Uo=0；

若要输出一种单向负向脉冲，在一个周期内，具体按如下步骤操作：

步骤1、开关管Q3、Q5开通，开关管Q1、Q2、Q4关断；二极管D1导通，二极管D2、D3、D4、D5截止；电流从第二直流电压源的正极经过Q5、负载、D1、Q3到第二直流电压源的负极，此时Uo=-U2；

步骤2、开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止，变换器无电流回路，此时Uo=0；

若要输出一种双向非对称脉冲，在一个周期内，具体按照如下步骤操作：

步骤1、开关管Q1、Q4开通，开关管Q2、Q3、Q5关断；二极管D5导通，二极管D1、D2、D3、D4截止；电流从第一直流电压源的正极经过Q1、负载、D5、Q4到直流电压源负极，此时Uo=U1；

步骤2、开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止，变换器无电流回路，此时Uo=0；

步骤3、重复步骤1、步骤2过程N次，N为大于等于0的整数；

步骤4、开关管Q3、Q5开通，开关管Q1、Q2、Q4关断；二极管D1导通，二极管D2、D3、D4、D5截止；电流从第二直流电压源的正极经过Q5、负载、D1、Q3到第二直流电压源的负极，此时Uo=-U2；

步骤5、开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止，变换器无电流回路，此时Uo=0；

步骤6、重复步骤4、步骤5过程N次，N为大于等于0的整数；

若要输出一种双向非对称叠加脉冲，在一个周期内，具体按照如下方式操作：

步骤1、开关管Q1、Q4开通，开关管Q2、Q3、Q5关断；二极管D5导通，二极管D1、D2、D3、D4截止；电流从第一直流电压源的正极经过Q1、负载、D5、Q4到直流电压源负极，此时Uo=U1；

步骤2、开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止，变换器无电流回路，此时Uo=0；

步骤3、重复步骤1、步骤2过程N次，N为大于等于0的整数；

步骤4、开关管Q2、Q3、Q5开通，开关管Q1、Q4关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止；电流从第二直流电压源的正极经过Q5、负载、Q2、第二直流电压源、Q3到直流电压源的负极，此时Uo=-（U1+U2）；

步骤5、开关管Q3、Q5开通，开关管Q1、Q2、Q4关断；二极管D1导通，二极管D2、D3、D4、D5截止；电流从第二直流电压源的正极经过Q5、负载、D1、Q3到第二直流电压源的负极，此时Uo=-U2；

步骤6、所有开关管均关断，变换器无电流回路，此时Uo=0；

步骤7、重复步骤4、步骤5、步骤6过程N次，N为大于等于0的整数。

本发明的有益效果是：

（1）在现有全桥和双半桥脉冲变换器基础上，增加一个开关管Q2，改变开关管之间的连接方式，充分利用开关管的反并联二极管，实现多种形式的脉冲输出。

（2）该变换器是在全桥和半桥脉冲变换器基础上进行改进，适合中大功率脉冲输出场合。

（3）通过控制开关管的通断，可以实现两个电压源的串联供电，从而实现两个电压源同时向负载供电，解决了现有脉冲变换器只能单电源供电或双电源分时供电的缺陷。

该变换器能够输出多种脉冲模式，所用开关管数量少，结构简单，两个直流电压源既可单独向负载供电，又可同时向负载供电，大大增加了输出脉冲的多样性。

附图说明

图1是本发明变换器的电路结构原理图；

图2是本发明变换器输出单向正向脉冲时的各工作模态等效电路图；

其中，（a）为开关模态1.1的等效电路图；（b）为开关模态1.2的等效电路图；

图3是本发明变换器输出单向负向脉冲时的各工作模态等效电路图；

其中，（a）为开关模态2.1的等效电路图；（b）为开关模态2.2的等效电路图；

图4是本发明变换器输出双向非对称脉冲时的各工作模态等效电路图；

其中，（a）为开关模态3.1的等效电路图；（b）为开关模态3.2的等效电路图；（c）为开关模态3.3的等效电路图；（d）为开关模态3.4的等效电路图；

图5是本发明变换器输出双向非对称叠加脉冲时的各工作模态等效电路图；

其中，（a）为开关模态4.1的等效电路图；（b）为开关模态4.2的等效电路图；（c）为开关模态4.3的等效电路图；（d）为开关模态4.4的等效电路图；（e）为开关模态4.5的等效电路图；

图6是本发明电压源型非对称脉冲变换器的单向正向脉冲波形示意图；

图7是本发明电压源型非对称脉冲变换器的单向负向脉冲波形示意图；

图8是本发明电压源型非对称脉冲变换器的双向非对称脉冲波形示意图；

图9是本发明电压源型非对称脉冲变换器的双向非对称叠加脉冲波形示意图。

其中，1.第一直流电压源，2.第二直流电压源3.脉冲变换器电路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明提供一种电压源型非对称脉冲变换器，如图1所示，包括第一直流电压源1、第二直流电压源2、脉冲变换器电路3，其中，脉冲变换器电路3包括开关管Q₁、开关管Q₂、开关管Q₃、开关管Q₄、开关管Q₅、二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、二极管D₅，其电路结构是：

第一直流电压源1的正极分别与开关管Q₁和开关管Q₃的集电极相连接，第一直流电压源1的负极和开关管Q₂的发射极相连接；第二直流电压源2的负极和开关管Q₃的发射极相连接，第二直流电压源2的正极分别与开关管Q₄和开关管Q₅的集电极相连接。

开关管Q₁的发射极和开关管Q₂的集电极连接，开关管Q₂的发射极和开关管Q₄的发射极连接，开关管Q₂的集电极和负载的正用导线连接，开关管Q₅的发射极和负载的负用导线连接，二极管D₁的阳极与开关管Q₁的发射极相连接，所述的二极管D₁的负极还与所述的开关管Q₁的集电极相连接，二极管D₂的阳极和开关管Q₂的发射极相连接，二极管D₂的负极和开关管Q₂的集电极相连接，二极管D₃的阳极和开关管Q₃的发射极相连接，二极管D₃的负极和开关管Q₃的集电极相连接，二极管D₄的阳极和开关管Q₄的发射极相连接，二极管D₄的负极和开关管Q₄的集电极相连接，二极管D₅的阳极和开关管Q₅的发射极相连接，二极管D₅的负极和开关管Q₅的集电极相连接。

本发明还提供一种电压源型非对称脉冲变换器输出脉冲的控制方法，采用一种电压源型非对称脉冲变换器，包括第一直流电压源1、第二直流电压源2、脉冲变换器电路3，脉冲变换器电路3包括开关管Q₁、开关管Q₂、开关管Q₃、开关管Q₄、开关管Q₅、二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、二极管D₅，第一直流电压源1的正极分别与开关管Q₁和开关管Q₃的集电极相连接，第一直流电压源1的负极和开关管Q₂的发射极相连接；第二直流电压源2的负极和开关管Q₃的发射极相连接，第二直流电压源2的正极分别与开关管Q₄和开关管Q₅的集电极相连接；开关管Q₁的发射极和开关管Q₂的集电极连接，开关管Q₂的发射极和开关管Q₄的发射极连接，开关管Q₂的集电极和负载的正用导线连接，开关管Q₅的发射极和负载的负用导线连接，二极管D₁的阳极与开关管Q₁的发射极相连接，二极管D₁的负极还与开关管Q₁的集电极相连接，二极管D₂的阳极和开关管Q₂的发射极相连接，二极管D₂的负极和开关管Q₂的集电极相连接，二极管D₃的阳极和开关管Q₃的发射极相连接，二极管D₃的负极和开关管Q₃的集电极相连接，二极管D₄的阳极和开关管Q₄的发射极相连接，二极管D₄的负极和开关管Q₄的集电极相连接，二极管D₅的阳极和开关管Q₅的发射极相连接，二极管D₅的负极和开关管Q₅的集电极相连接。

具体按如下方式操作：

若要输出一种单向正向脉冲，在一个周期内，具体按如下步骤操作：

步骤1、即是开关模态1.1的工作过程，如图2（a）所示，开关管Q1、Q4开通，开关管Q2、Q3、Q5关断；二极管D5导通，二极管D1、D2、D3、D4截止；电流从第一直流电压源的正极经过Q1、负载、D5、Q4到直流电压源负极。此时Uo=U1；

步骤2、即是开关模态1.2的工作过程，如图2（b）所示，开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止，变换器无电流回路，此时Uo=0；

在这个周期内，脉冲变换器输出的单向正向脉冲的波形图如图6所示。

若要输出一种单向负向脉冲，在一个周期内，具体按如下步骤操作：

步骤1、即是开关模态2.1的工作过程，如图3（a）所示，开关管Q3、Q5开通，开关管Q1、Q2、Q4关断；二极管D1导通，二极管D2、D3、D4、D5截止；电流从第二直流电压源的正极经过Q5、负载、D1、Q3到第二直流电压源的负极，此时Uo=-U2；

步骤2、即是开关模态2.2的工作过程，如图3（b）所示，开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止，变换器无电流回路，此时Uo=0；

在这个周期内，脉冲变换器输出的单向负向脉冲的波形图如图7所示。

若要输出一种双向非对称脉冲，在一个周期内，具体按照如下步骤操作：

步骤1、即是开关模态3.1的工作过程，如图4（a）所示，开关管Q1、Q4开通，开关管Q2、Q3、Q5关断；二极管D5导通，二极管D1、D2、D3、D4截止；电流从第一直流电压源的正极经过Q1、负载、D5、Q4到直流电压源负极。此时Uo=U1。

步骤2、即是开关模态3.2的工作过程，如图4（b）所示，开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止，变换器无电流回路，此时Uo=0；

步骤3、重复步骤1、步骤2过程N次，N为大于等于0的整数；

步骤4、即是开关模态3.3的工作过程，如图4（c）所示，开关管Q3、Q5开通，开关管Q1、Q2、Q4关断；二极管D1导通，二极管D2、D3、D4、D5截止；电流从第二直流电压源的正极经过Q5、负载、D1、Q3到第二直流电压源的负极。此时Uo=-U2；

步骤5、即是开关模态3.4的工作过程，如图4（d）所示，开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止，变换器无电流回路，此时Uo=0；

步骤6、重复步骤4、步骤5过程N次，N为大于等于0的整数；

在这个周期内，脉冲变换器输出的双向非对称脉冲的波形图如图8所示。

若要输出一种双向非对称叠加脉冲，在一个周期内，具体按照如下方式操作：

步骤1、即是开关模态4.1的工作过程，如图5（a）所示，开关管Q1、Q4开通，开关管Q2、Q3、Q5关断；二极管D5导通，二极管D1、D2、D3、D4截止；电流从第一直流电压源的正极经过Q1、负载、D5、Q4到直流电压源负极。此时Uo=U1；

步骤2、即是开关模态4.2的工作过程，如图5（b）所示，开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止，变换器无电流回路，此时Uo=0；

步骤3、重复步骤1、步骤2过程N次，N为大于等于0的整数；

步骤4、即是开关模态4.3的工作过程，如图5（c）所示，开关管Q2、Q3、Q5开通，开关管Q1、Q4关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止；电流从第二直流电压源的正极经过Q5、负载、Q2、第二直流电压源、Q3到直流电压源的负极。此时Uo=-（U1+U2）；

步骤5、即是开关模态4.4的工作过程，如图4（d）所示，开关管Q3、Q5开通，开关管Q1、Q2、Q4关断；二极管D1导通，二极管D2、D3、D4、D5截止；电流从第二直流电压源的正极经过Q5、负载、D1、Q3到第二直流电压源的负极。此时Uo=-U2；

步骤6、即是开关模态4.5的工作过程，如图5（e）所示，所有开关管均关断，变换器无电流回路，此时Uo=0；

步骤7、重复步骤4、步骤5、步骤6过程N次，N为大于等于0的整数。

在这个周期内，脉冲变换器输出的双向非对称叠加脉冲的波形图如图8所示。

上述步骤中的所有开关管、二极管均为理想器件，不考虑开关时间，导通压降。U1为第一直流电压源1的幅值，U2为第二直流电压源2的幅值，Uo为输出电压值。

本发明通过控制5只开关管的通断，该变换器能够输出多种脉冲模式，所用开关管数量少，结构简单，两个直流源既可单独向负载供电，又可同时向负载供电，控制方法方便灵活，既提高了开关管的利用率和电源供电的效率，又大大增加了输出脉冲的多样性，解决了现有技术中脉冲形式比较单一，适用范围较小的问题。

Claims (2)

1.一种电压源型非对称脉冲变换器，其特征在于，包括第一直流电压源（1）、第二直流电压源（2）、脉冲变换器电路（3），所述的脉冲变换器电路（3）包括开关管Q₁、开关管Q₂、开关管Q₃、开关管Q₄、开关管Q₅、二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、二极管D₅，所述的第一直流电压源（1）的正极分别与开关管Q₁和开关管Q₃的集电极相连接，所述的第一直流电压源（1）的负极和开关管Q₂的发射极相连接；所述的第二直流电压源（2）的负极和开关管Q₃的发射极相连接，所述的第二直流电压源（2）的正极分别与开关管Q₄和开关管Q₅的集电极相连接；所述的开关管Q₁的发射极和所述的开关管Q₂的集电极连接，所述的开关管Q₂的发射极和所述的开关管Q₄的发射极连接，所述的开关管Q₂的集电极和负载的正用导线连接，所述的开关管Q₅的发射极和负载的负用导线连接，所述的二极管D₁的阳极与所述的开关管Q₁的发射极相连接，所述的二极管D₁的负极还与所述的开关管Q₁的集电极相连接，所述的二极管D₂的阳极和所述的开关管Q₂的发射极相连接，所述的二极管D₂的负极和所述的开关管Q₂的集电极相连接，所述的二极管D₃的阳极和所述的开关管Q₃的发射极相连接，所述的二极管D₃的负极和所述的开关管Q₃的集电极相连接，所述的二极管D₄的阳极和所述的开关管Q₄的发射极相连接，所述的二极管D₄的负极和所述的开关管Q₄的集电极相连接，所述的二极管D₅的阳极和所述的开关管Q₅的发射极相连接，所述的二极管D₅的负极和所述的开关管Q₅的集电极相连接。

2.一种电压源型非对称脉冲变换器输出脉冲的控制方法，其特征在于，采用一种电压源型非对称脉冲变换器，包括第一直流电压源（1）、第二直流电压源（2）、脉冲变换器电路（3），所述的脉冲变换器电路（3）包括开关管Q₁、开关管Q₂、开关管Q₃、开关管Q₄、开关管Q₅、二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、二极管D₅，所述的第一直流电压源（1）的正极分别与开关管Q₁和开关管Q₃的集电极相连接，所述的第一直流电压源（1）的负极和开关管Q₂的发射极相连接；所述的第二直流电压源（2）的负极和开关管Q₃的发射极相连接，所述的第二直流电压源（2）的正极分别与开关管Q₄和开关管Q₅的集电极相连接；所述的开关管Q₁的发射极和所述的开关管Q₂的集电极连接，所述的开关管Q₂的发射极和所述的开关管Q₄的发射极连接，所述的开关管Q₂的集电极和负载的正用导线连接，所述的开关管Q₅的发射极和负载的负用导线连接，所述的二极管D₁的阳极与所述的开关管Q₁的发射极相连接，所述的二极管D₁的负极还与所述的开关管Q₁的集电极相连接，所述的二极管D₂的阳极和所述的开关管Q₂的发射极相连接，所述的二极管D₂的负极和所述的开关管Q₂的集电极相连接，所述的二极管D₃的阳极和所述的开关管Q₃的发射极相连接，所述的二极管D₃的负极和所述的开关管Q₃的集电极相连接，所述的二极管D₄的阳极和所述的开关管Q₄的发射极相连接，所述的二极管D₄的负极和所述的开关管Q₄的集电极相连接，所述的二极管D₅的阳极和所述的开关管Q₅的发射极相连接，所述的二极管D₅的负极和所述的开关管Q₅的集电极相连接。

具体按如下方式操作：

若要输出一种单向正向脉冲，在一个周期内，具体按如下步骤操作：

步骤1、开关管Q1、Q4开通，开关管Q2、Q3、Q5关断；二极管D5导通，二极管D1、D2、D3、D4截止；电流从第一直流电压源的正极经过Q1、负载、D5、Q4到直流电压源负极，此时Uo=U1；

步骤2、开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止，变换器无电流回路，此时Uo=0；

若要输出一种单向负向脉冲，在一个周期内，具体按如下步骤操作：

步骤1、开关管Q3、Q5开通，开关管Q1、Q2、Q4关断；二极管D1导通，二极管D2、D3、D4、D5截止；电流从第二直流电压源的正极经过Q5、负载、D1、Q3到第二直流电压源的负极，此时Uo=-U2；

步骤2、开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止，变换器无电流回路，此时Uo=0；

若要输出一种双向非对称脉冲，在一个周期内，具体按照如下步骤操作：

步骤1、开关管Q1、Q4开通，开关管Q2、Q3、Q5关断；二极管D5导通，二极管D1、D2、D3、D4截止；电流从第一直流电压源的正极经过Q1、负载、D5、Q4到直流电压源负极，此时Uo=U1；

步骤2、开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止，变换器无电流回路，此时Uo=0；

步骤3、重复步骤1、步骤2过程N次，N为大于等于0的整数；

步骤4、开关管Q3、Q5开通，开关管Q1、Q2、Q4关断；二极管D1导通，二极管D2、D3、D4、D5截止；电流从第二直流电压源的正极经过Q5、负载、D1、Q3到第二直流电压源的负极，此时Uo=-U2；

步骤5、开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止，变换器无电流回路，此时Uo=0；

步骤6、重复步骤4、步骤5过程N次，N为大于等于0的整数；

若要输出一种双向非对称叠加脉冲，在一个周期内，具体按照如下方式操作：

步骤1、开关管Q1、Q4开通，开关管Q2、Q3、Q5关断；二极管D5导通，二极管D1、D2、D3、D4截止；电流从第一直流电压源的正极经过Q1、负载、D5、Q4到直流电压源负极，此时Uo=U1；

步骤2、开关管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止，变换器无电流回路，此时Uo=0；

步骤3、重复步骤1、步骤2过程N次，N为大于等于0的整数；

步骤4、开关管Q2、Q3、Q5开通，开关管Q1、Q4关断；二极管D1、D2、D3、D4、D5截止；电流从第二直流电压源的正极经过Q5、负载、Q2、第二直流电压源、Q3到直流电压源的负极，此时Uo=-（U1+U2）；

步骤5、开关管Q3、Q5开通，开关管Q1、Q2、Q4关断；二极管D1导通，二极管D2、D3、D4、D5截止；电流从第二直流电压源的正极经过Q5、负载、D1、Q3到第二直流电压源的负极，此时Uo=-U2；

步骤6、所有开关管均关断，变换器无电流回路，此时Uo=0；

步骤7、重复步骤4、步骤5、步骤6过程N次，N为大于等于0的整数。

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