CN104184350B - 大功率混合级联桥式单位功率因数整流器 - Google Patents

大功率混合级联桥式单位功率因数整流器 Download PDF

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Abstract

本发明大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，主功率电路包括升压电感和级联的模块，级联的模块包括第一模块至第六模块，级联为单相桥式或三相星接、角接或双星接的多种单位功率因数整流器的主功率电路。其优点在于：无需使用工频变压器，可以使用低耐压的功率开关管完成高电压下的大功率整流变换，全控型开关器件的使用数量大大减少。整流器可以在超前、滞后或单位功率数等多种工况下运行。简化了主功率电路的拓扑结构，降低了成本，提高了效率，降低了控制的复杂性，系统控制简单，在工程实际应用如高压直流输电、大功率电力电子变压器、大功率中高压交‑直‑交变频器等应用领域具有重要的应用价值。

Description

大功率混合级联桥式单位功率因数整流器
技术领域
本发明涉及整流器，特别涉及一种大功率混合级联桥式单位功率因数整流器。
背景技术
随着科学技术与工业现代化的迅猛发展和对节约能源的要求，应用于大功率场合的中高压电力电子变流器起着越来越重要的作用。近年来，多电平功率变流器(MultilevelConverter)在高电压大功率变频调速、有源电力滤波装置、高压直流(HVDC)输电系统和电力系统无功补偿等领域已得到成功的应用。多电平变流器的基本电路拓扑结构主要有二极管箝位式、飞跨电容式、以及功率单元级联式3种电路。其中，功率单元级联式多电平变流器因其模块化设计、可靠性高、谐波污染小、输入输出功率范围宽等优点而成为市场主流。然而，传统的功率单元级联式多电平功率变流器存在的主要缺点是在功率输入端需要应用体积庞大接线复杂的工频变压器，这使其在许多工业场合的应用受到了限制。因而，取消传统功率单元级联式多电平变流器电路中的工频变压器，设计出无工频变压器的级联式多电平变流器电路，将会给此类多电平变流器带来革命性的变革。在这个方向上的研究是电力电子与电力传动领域研究人员近年来一直关注的热点。
大功率级联全控型(IGBT)H桥电力电子整流器在大功率场合的应用得到广泛的关注和研究，其显著的优点是，不需要庞大、笨重复杂的工频变压器，可以应用低耐压的电力电子开关器件完成高压大功率的功率变换并使交流侧具有较高的功率因数和较小的谐波。但该种类整流器的主电路拓扑结构所需要的开关器件较多，主电路工作过程中的损耗较大，针对所有开关器件的控制电路以及控制方法的设计也很复杂。所以简化大功率级联全控型(IGBT)H桥电力电子整流器的拓扑结构，减少使用的开关器件数量，简化电路的控制和调制方法并能够很好地工作在高压大功率应用场合，这是本领域当前的重要课题。
针对上述问题，专利“大功率级联式二极管H桥单位功率因数整流器”(CN201310177775.1)提出将二极管H桥整流器级联起来构成多电平整流器；专利“大功率级联式多电平无桥变流器”(CN201310177857.6)提出将单相无桥变流器级联起来构成多电平整流器；这两个专利的共同优点是，在应用低耐压的电力电子开关器件完成高压大功率的功率变换的同时，大大减少了全控型(IGBT)开关器件的使用数量，与大功率级联全控型(IGBT)H桥电力电子整流器相比较，简化了电路拓扑结构，降低了控制的复杂性。但是这两个专利提出的级联式多电平电路拓扑存在着共同的问题，即：这两类多电平变流器本质上不能实现真正的单位功率因数整流，而且功率因数会随着直流端所接负载的加重而降低。
为了解决单位功率因数运行问题，专利“大功率补偿型级联二极管H桥单位功率因数整流器”(201410090383.6)提出在二极管H桥级联式多电平整流器中增加串联补偿，或并联补偿；或串并联补偿环节，并根据负载的变化对补偿环节进行调节和控制，从而使二极管H桥级联式多电平整流器，无论负载如何变化，均能始终保持以单位功率因数运行，但是这个专利的问题是，串联补偿，或并联补偿；或串并联补偿环节均需要通过工频变压器与二极管H桥级联式多电平整流器连接，尽管变压器容量并不大，但是无疑与在高压大功率整流环节去掉工频变压器的初衷不符，而且该方案无疑增加了整流器的体积，重量，以及电路结构的复杂性，和电路控制的复杂性。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷，提供多种可以使用低耐压的功率开关管完成高电压下的大功率整流变换，不需要使用庞大、笨重、接线复杂的工频移相变压器，减少全控型开关器件的数量，简化主功率电路的拓扑结构，降低成本，提高效率，减少控制的复杂性，整流器可以在超前、滞后或单位功率数等多种工况下运行的大功率混合级联桥式单位功率因数整流器。
为达到上述目的，本发明提供的一种大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括主功率电路，所述主功率电路包括升压电感和由级联方式构成的模块，所述由级联方式构成的模块包括第一模块、第二模块和第三模块，其中：
所述第一模块包括开关器件、快恢复二极管、输出直流电容和负载；
所述第二模块包括二极管整流桥和N个级联的第一模块；
所述第三模块包括由全控型器件构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容和负载，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
所述由级联方式构成的模块为第五模块，所述第五模块包括M个第二模块和L个第三模块，其中：
各个第二模块的单相二极管整流桥的一个交流输入端与所级联的下一个第二模块中的单相二极管整流桥的一个交流输入端依次相连，第二模块级联后剩余两个自由端，即第一个第二模块中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端和第M个第二模块中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端；
各个第三模块中的单相全控型整流桥的一个交流输入端与所级联的下一个第三模块中的单相全控型整流桥的一个交流输入端依次相连，级联起来的第三模块剩余的两个自由端，即第一个第三模块中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端与第L个第三模块中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端；
第M个第二模块中的单相二极管整流桥的一个交流输入端与第一个第三模块中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端相连，M个级联的第二模块和L个级联的第三模块按此方式连接后构成所述第五模块；所述第五模块剩余两个自由端，即第一个第二模块中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端与第L个第三模块中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端经升压电感串联接入交流电网。其中，N、M、L为正整数。
为达到上述目的，本发明提供的一种大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括主功率电路，所述主功率电路包括升压电感和由级联方式构成的模块，所述由级联方式构成的模块包括第三模块和第四模块，其中：
所述第三模块包括由全控型器件构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容和负载，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
所述第四模块包括由两个全控型器件和两个二极管构成的单相无桥整流电路、输出直流电容和负载，无桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
所述由级联方式构成的模块为第六模块，所述第六模块包括P个级联的第四模块和Q个级联的第三模块，其中：
各个第四模块的一个交流输入端与下一个第四模块的一个交流输入端依次相连，级联起来的第四模块剩余两个自由端，即第一个第四模块的另一个交流输入端与第P个第四模块的另一个交流输入端；
各个第三模块的一个交流输入端与下一个第三模块的一个交流输入端依次相连，级联起来的第三模块剩余两个自由端，即第一个第三模块的另一个交流输入端与第Q个第三模块的另一个交流输入端；
第P个第四模块的另一个交流输入端与第一个第三模块的另一个交流输入端相连，P个级联的第四模块和Q个级联的第三模块按此方式连接后构成所述第六模块；所述第六模块剩余的两个自由端，即第一个第四模块的剩余交流输入端与第Q个第三模块的剩余交流输入经升压电感串联接入交流电网，其中，P、Q为正整数。
为达到上述目的，本发明提供的一种三相星接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成星接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感和三个由级联方式构成的模块，所述由级联方式构成的模块包括第一模块、第二模块和第三模块，其中：
所述第一模块包括开关器件、快恢复二极管、输出直流电容和负载；
所述第二模块包括二极管整流桥和N个级联的第一模块；
所述第三模块包括由全控型器件构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容和负载，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
三个由级联方式构成的模块为第五模块，所述第五模块包括M个第二模块和L个第三模块，其中：
各个第二模块的单相二极管整流桥的一个交流输入端与所级联的下一个第二模块中的单相二极管整流桥的一个交流输入端依次相连，第二模块级联后剩余两个自由端，即第一个第二模块中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端和第M个第二模块中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端；
各个第三模块中的单相全控型整流桥的一个交流输入端与所级联的下一个第三模块中的单相全控型整流桥的一个交流输入端依次相连，级联起来的第三模块剩余的两个自由端，即第一个第三模块中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端与第L个第三模块中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端；
第M个第二模块中的单相二极管整流桥的一个交流输入端与第一个第三模块中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端相连，M个级联的第二模块和L个级联的第三模块按此方式连接后构成第五模块；第五模块剩余两个自由端，即第一个第二模块中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端与第L个第三模块中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端,三个所述第五模块剩余六个交流输入端，经每一相的升压电感Ls串联接入该相电路中，构成星形连接，其中，N、M、L为正整数。
为达到上述目的，本发明提供的一种三相星接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成星接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感和三个由级联方式构成的模块，所述由级联方式构成的模块包括第三模块和第四模块，其中：
所述第三模块包括由全控型器件构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容和负载，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
所述第四模块包括由两个全控型器件和两个二极管构成的单相无桥整流电路、输出直流电容和负载，无桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
三个由级联方式构成的模块为第六模块，所述第六模块包括P个级联的第四模块和Q个级联的第三模块，其中：
各个第四模块的一个交流输入端与下一个第四模块的一个交流输入端依次相连，级联起来的第四模块剩余两个自由端，即第一个第四模块的另一个交流输入端与第P个第四模块的另一个交流输入端；
各个第三模块的一个交流输入端与下一个第三模块的一个交流输入端依次相连，级联起来的第三模块剩余两个自由端，即第一个第三模块的另一个交流输入端与第Q个第三模块的另一个交流输入端；
第P个第四模块的另一个交流输入端与第一个第三模块的另一个交流输入端相连，P个级联的第四模块和Q个级联的第三模块按此方式连接后构成第六模块；第六模块剩余的两个自由端，即第一个第四模块的剩余交流输入端与第Q个第三模块的剩余交流输入端,三个所述第六模块剩余六个交流输入端，经每一相的升压电感Ls串联接入该相电路中，构成星形连接，其中，P、Q为正整数。
为达到上述目的，本发明提供的一种三相角接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成角接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感和三个由级联方式构成的模块，所述由级联方式构成的模块包括第一模块、第二模块和第三模块，其中：
所述第一模块包括开关器件、快恢复二极管、输出直流电容和负载；
所述第二模块包括二极管整流桥和N个级联的第一模块；
所述第三模块包括由全控型器件构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容和负载，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
三个由级联方式构成的模块为第五模块，所述第五模块包括M个第二模块和L个第三模块，其中：
各个第二模块的单相二极管整流桥的一个交流输入端与所级联的下一个第二模块中的单相二极管整流桥的一个交流输入端依次相连，第二模块级联后剩余两个自由端，即第一个第二模块中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端和第M个第二模块中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端；
各个第三模块中的单相全控型整流桥的一个交流输入端与所级联的下一个第三模块中的单相全控型整流桥的一个交流输入端依次相连，级联起来的第三模块剩余的两个自由端，即第一个第三模块中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端与第L个第三模块中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端；
第M个第二模块中的单相二极管整流桥的一个交流输入端与第一个第三模块中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端相连，M个级联的第二模块和L个级联的第三模块按此方式连接后构成第五模块；第五模块剩余两个自由端，即第一个第二模块中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端与第L个第三模块中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端,三个所述第五模块剩余六个交流输入端，经每一相的升压电感Ls串联接入该相电路中，构成角形连接，其中，N、M、L为正整数。
为达到上述目的，本发明提供的一种三相角接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成角接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感和三个由级联方式构成的模块，所述由级联方式构成的模块包括第三模块和第四模块，其中：
所述第三模块包括由全控型器件构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容和负载，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
所述第四模块包括由两个全控型器件和两个二极管构成的单相无桥整流电路、输出直流电容和负载，无桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
三个由级联方式构成的模块为第六模块，所述第六模块包括P个级联的第四模块和Q个级联的第三模块，其中：
各个第四模块的一个交流输入端与下一个第四模块的一个交流输入端依次相连，级联起来的第四模块剩余两个自由端，即第一个第四模块的另一个交流输入端与第P个第四模块的另一个交流输入端；
各个第三模块的一个交流输入端与下一个第三模块的一个交流输入端依次相连，级联起来的第三模块剩余两个自由端，即第一个第三模块的另一个交流输入端与第Q个第三模块的另一个交流输入端；
第P个第四模块的另一个交流输入端与第一个第三模块的另一个交流输入端相连，P个级联的第四模块和Q个级联的第三模块按此方式连接后构成第六模块；第六模块剩余的两个自由端，即第一个第四模块的剩余交流输入端与第Q个第三模块的剩余交流输入端,三个所述第六模块剩余六个交流输入端，经每一相的升压电感Ls串联接入该相电路中，构成角形连接，其中，P、Q为正整数。
为达到上述目的，本发明提供的一种三相双星接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成双星接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感、六个桥臂电感、直流电容和六个由级联方式构成的模块，所述由级联方式构成的模块包括第一模块、第二模块和第三模块，其中：
所述第一模块包括开关器件、快恢复二极管、输出直流电容和负载；
所述第二模块包括二极管整流桥和N个级联的第一模块；
所述第三模块包括由全控型器件构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容和负载，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
六个由级联方式构成的模块为第五模块，所述第五模块包括M个第二模块和L个第三模块，其中：
各个第二模块的单相二极管整流桥的一个交流输入端与所级联的下一个第二模块中的单相二极管整流桥的一个交流输入端依次相连，第二模块级联后剩余两个自由端，即第一个第二模块中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端和第M个第二模块中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端；
各个第三模块中的单相全控型整流桥的一个交流输入端与所级联的下一个第三模块中的单相全控型整流桥的一个交流输入端依次相连，级联起来的第三模块剩余的两个自由端，即第一个第三模块中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端与第L个第三模块中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端；
第M个第二模块中的单相二极管整流桥的一个交流输入端与第一个第三模块中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端相连，M个级联的第二模块和L个级联的第三模块按此方式连接后构成第五模块；第五模块剩余两个自由端，即第一个第二模块中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端与第L个第三模块中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端,六个所述第五模块剩余十二个交流输入端，经每一相的桥臂电感串联接入该桥臂电路中，构成双星形连接，其中，N、M、L为正整数。
为达到上述目的，本发明提供的一种三相双星接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成双星接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感、六个桥臂电感、直流电容和六个由级联方式构成的模块，所述由级联方式构成的模块包括第三模块和第四模块，其中：
所述第三模块包括由全控型器件构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容和负载，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
所述第四模块包括由两个全控型器件和两个二极管构成的单相无桥整流电路、输出直流电容和负载，无桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
六个由级联方式构成的模块为第六模块，所述第六模块包括P个级联的第四模块和Q个级联的第三模块，其中：
各个第四模块的一个交流输入端与下一个第四模块的一个交流输入端依次相连，级联起来的第四模块剩余两个自由端，即第一个第四模块的另一个交流输入端与第P个第四模块的另一个交流输入端；
各个第三模块的一个交流输入端与下一个第三模块的一个交流输入端依次相连，级联起来的第三模块剩余两个自由端，即第一个第三模块的另一个交流输入端与第Q个第三模块的另一个交流输入端；
第P个第四模块的另一个交流输入端与第一个第三模块的另一个交流输入端相连，P个级联的第四模块和Q个级联的第三模块按此方式连接后构成第六模块；第六模块剩余的两个自由端，即第一个第四模块的剩余交流输入端与第Q个第三模块的剩余交流输入端,六个所述第六模块剩余十二个交流输入端，经每一相的桥臂电感串联接入该桥臂电路中，构成双星形连接，其中，P、Q为正整数。
本发明大功率混合级联桥式单位功率因数整流器的优点和积极效果在于：将传统大功率级联全控型H桥电力电子整流器和级联式二极管H桥整流器，或级联式多电平无桥整流器混合级联起来，构成混合级联桥式单位功率因数整流器，这种变流器无需使用工频变压器，可以使用低耐压的功率开关管完成高电压下的大功率整流变换，同时由于大量的级联了二极管H桥整流器或无桥整流器，因此全控型开关器件的使用数量大大减少。由于级联了少量的全控型整流桥，因此可以通过控制这些全控型整流桥，使得无论负载如何变化，整个整流器均可以在超前、滞后或单位功率数等多种工况下运行。与补偿型级联二极管H桥单位功率因数整流器相比较，简化了主功率电路的拓扑结构，降低了成本，提高了效率，降低了控制的复杂性，系统控制简单，在工程实际应用如高压直流输电、大功率电力电子变压器、大功率中高压交-直-交变频器等应用领域具有重要的应用价值。
下面将结合实施例参照附图进行详细说明。
附图说明
图1是第一模块的电路图；
图2是第二模块的电路图；
图3是第三模块的电路图；
图4是第四模块的电路图；
图5是第五模块的电路图；
图6是第六模块的电路图；
图7是本发明大功率混合级联桥式单位功率因数整流器第一种电路拓扑结构图；
图8是本发明大功率混合级联桥式单位功率因数整流器第二种电路拓扑结构图；
图9是采用第一种电路拓扑结构的三相星接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器的电路图；
图10是采用第二种电路拓扑结构的三相星接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器的电路图；
图11是采用第一种电路拓扑结构的三相角接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器的电路图；
图12是采用第二种电路拓扑结构的三相角接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器的电路图；
图13是采用第一种电路拓扑结构的三相双星接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器的电路图；
图14是采用第二种电路拓扑结构的三相双星接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器的电路图。
具体实施方式
在本发明大功率混合级联桥式单位功率因数整流器的实施例中，大功率混合级联桥式单位功率因数整流器是由若干个模块级联而组成一个整体的电路拓扑。级联的模块包括第一模块A、第二模块B、第三模块C和第四模块D，其中：
参照图1，第一模块A包括开关器件IGBT、快恢复二极管D0、输出直流电容C0和负载R0。
参照图2，第二模块B包括二极管整流桥和N个级联的第一模块A。
参照图3，第三模块C包括由全控型器件IGBT构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容C1和负载R1，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连。
参照图4，第四模块D包括由两个全控型器件IGBT和两个二极管构成的单相无桥整流电路、输出直流电容C2和负载R2，无桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连。
参照图1、图2，图3、图5和图7，在本发明大功率混合级联桥式单位功率因数整流器的第一实施例中，一种大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，主功率电路包括升压电感Ls和由级联方式构成的模块，由级联方式构成的模块为第五模块E，第五模块E包括M个第二模块B和L个第三模块C，其中：
各个第二模块B的单相二极管整流桥的一个交流输入端d与所级联的下一个第二模块B中的单相二极管整流桥的一个交流输入端c依次相连，第二模块B级联后剩余两个自由端，即第一个第二模块B中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端c和第M个第二模块B中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端d。
各个第三模块C中的单相全控型整流桥的一个交流输入端f与所级联的下一个第三模块C中的单相全控型整流桥的一个交流输入端e依次相连，级联起来的第三模块C剩余的两个自由端，即第一个第三模块C中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端e与第L个第三模块C中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端f。
第M个第二模块B中的单相二极管整流桥的一个交流输入端d与第一个第三模块C中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端e相连，M个级联的第二模块B和L个级联的第三模块C按此方式连接后构成第五模块E。
第五模块E剩余两个自由端，即第一个第二模块B中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端c与第L个第三模块C中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端f经升压电感Ls串联接入交流电网。其中，N、M、L为正整数。
参照图3、图4，图6和图8，在本发明大功率混合级联桥式单位功率因数整流器的第二实施例中，一种大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，主功率电路包括升压电感Ls和由级联方式构成的模块，由级联方式构成的模块为第六模块F，第六模块F包括P个级联的第四模块D和Q个级联的第三模块C，其中：
各个第四模块D的一个交流输入端h与下一个第四模块D的一个交流输入端g依次相连，级联起来的第四模块D剩余两个自由端，即第一个第四模块D的另一个交流输入端g与第P个第四模块D的另一个交流输入端h。
各个第三模块C的一个交流输入端f与下一个第三模块C的一个交流输入端e依次相连，级联起来的第三模块C剩余两个自由端，即第一个第三模块C的另一个交流输入e与第Q个第三模块C的另一个交流输入端f。
第P个第四模块D的另一个交流输入端h与第一个第三模块C的另一个交流输入端e相连，P个级联的第四模块D和Q个级联的第三模块C按此方式连接后构成第六模块F。
第六模块F剩余的两个自由端，即第一个第四模块D的剩余交流输入端g与第Q个第三模块C的剩余交流输入f经升压电感Ls串联接入交流电网，其中，P、Q为正整数。
参照图5和图9，在本发明大功率混合级联桥式单位功率因数整流器的第三实施例中，一种三相星接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成星接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感Ls和三个由级联方式构成的模块，三个由级联方式构成的模块为第五模块E，第五模块E包括M个第二模块B和L个第三模块C，其中：
各个第二模块B的单相二极管整流桥的一个交流输入端d与所级联的下一个第二模块B中的单相二极管整流桥的一个交流输入端c依次相连，第二模块B级联后剩余两个自由端，即第一个第二模块B中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端c和第M个第二模块B中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端d。
各个第三模块C中的单相全控型整流桥的一个交流输入端f与所级联的下一个第三模块C中的单相全控型整流桥的一个交流输入端e依次相连，级联起来的第三模块C剩余的两个自由端，即第一个第三模块C中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端e与第L个第三模块C中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端f。
第M个第二模块B中的单相二极管整流桥的一个交流输入端d与第一个第三模块C中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端e相连，M个级联的第二模块B和L个级联的第三模块C按此方式连接后构成第五模块E。
第五模块E剩余两个自由端，即第一个第二模块B中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端c与第L个第三模块C中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端f。三个第五模块E剩余六个交流输入端，经每一相的升压电感Ls串联接入该相电路中，构成星形连接。其中，N、M、L为正整数。
参照图6和图10，在本发明大功率混合级联桥式单位功率因数整流器的第四实施例中，一种三相星接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成星接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感Ls和三个由级联方式构成的模块，三个由级联方式构成的模块为第六模块F，第六模块F包括P个级联的第四模块D和Q个级联的第三模块C，其中：
各个第四模块D的一个交流输入端h与下一个第四模块D的一个交流输入端g依次相连，级联起来的第四模块D剩余两个自由端，即第一个第四模块D的另一个交流输入端g与第P个第四模块D的另一个交流输入端h。
各个第三模块C的一个交流输入端f与下一个第三模块C的一个交流输入端e依次相连，级联起来的第三模块C剩余两个自由端，即第一个第三模块C的另一个交流输入e与第Q个第三模块C的另一个交流输入端f。
第P个第四模块D的另一个交流输入端h与第一个第三模块C的另一个交流输入端e相连，P个级联的第四模块D和Q个级联的第三模块C按此方式连接后构成第六模块F。
第六模块F剩余的两个自由端，即第一个第四模块D的剩余交流输入端g与第Q个第三模块C的剩余交流输入f，三个第六模块F剩余六个交流输入端，经每一相的升压电感Ls串联接入该相电路中，构成星形连接。其中，P、Q为正整数。
参照图5和图11，在本发明大功率混合级联桥式单位功率因数整流器的第五实施例中，一种三相角接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成角接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感Ls和三个由级联方式构成的模块，三个由级联方式构成的模块为第五模块E，第五模块E包括M个第二模块B和L个第三模块C，其中：
各个第二模块B的单相二极管整流桥的一个交流输入端d与所级联的下一个第二模块B中的单相二极管整流桥的一个交流输入端c依次相连，第二模块B级联后剩余两个自由端，即第一个第二模块B中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端c和第M个第二模块B中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端d。
各个第三模块C中的单相全控型整流桥的一个交流输入端f与所级联的下一个第三模块C中的单相全控型整流桥的一个交流输入端e依次相连，级联起来的第三模块C剩余的两个自由端，即第一个第三模块C中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端e与第L个第三模块C中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端f。
第M个第二模块B中的单相二极管整流桥的一个交流输入端d与第一个第三模块C中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端e相连，M个级联的第二模块B和L个级联的第三模块C按此方式连接后构成第五模块E。
第五模块E剩余两个自由端，即第一个第二模块B中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端c与第L个第三模块C中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端f，三个第五模块E剩余六个交流输入端，经每一相的升压电感Ls串联接入该相电路中，构成角形连接。其中，N、M、L为正整数。
参照图6和图12，在本发明大功率混合级联桥式单位功率因数整流器的第六实施例中，一种三相角接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成角接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感Ls和三个由级联方式构成的模块，三个由级联方式构成的模块为第六模块F，第六模块F包括P个级联的第四模块D和Q个级联的第三模块C，其中：
各个第四模块D的一个交流输入端h与下一个第四模块D的一个交流输入端g依次相连，级联起来的第四模块D剩余两个自由端，即第一个第四模块D的另一个交流输入端g与第P个第四模块D的另一个交流输入端h。
各个第三模块C的一个交流输入端f与下一个第三模块C的一个交流输入端e依次相连，级联起来的第三模块C剩余两个自由端，即第一个第三模块C的另一个交流输入e与第Q个第三模块C的另一个交流输入端f。
第P个第四模块D的另一个交流输入端h与第一个第三模块C的另一个交流输入端e相连，P个级联的第四模块D和Q个级联的第三模块C按此方式连接后构成第六模块F。
第六模块F剩余的两个自由端，即第一个第四模块D的剩余交流输入端g与第Q个第三模块C的剩余交流输入f，三个第六模块F剩余六个交流输入端，经每一相的升压电感Ls串联接入该相电路中，构成角形连接。其中，P、Q为正整数。
参照图5和图13，在本发明大功率混合级联桥式单位功率因数整流器的第七实施例中，一种三相双星接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成双星接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感Ls、六个桥臂电感、直流电容和六个由级联方式构成的模块，六个由级联方式构成的模块为第五模块E，六个第五模块E构成对接的两组星形连接。第五模块E包括M个第二模块B和L个第三模块C，其中：
各个第二模块B的单相二极管整流桥的一个交流输入端d与所级联的下一个第二模块B中的单相二极管整流桥的一个交流输入端c依次相连，第二模块B级联后剩余两个自由端，即第一个第二模块B中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端c和第M个第二模块B中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端d。
各个第三模块C中的单相全控型整流桥的一个交流输入端f与所级联的下一个第三模块C中的单相全控型整流桥的一个交流输入端e依次相连，级联起来的第三模块C剩余的两个自由端，即第一个第三模块C中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端e与第L个第三模块C中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端f。
第M个第二模块B中的单相二极管整流桥的一个交流输入端d与第一个第三模块C中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端e相连，M个级联的第二模块B和L个级联的第三模块C按此方式连接后构成第五模块E。
第五模块E剩余两个自由端，即第一个第二模块B中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端c与第L个第三模块C中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端f，六个第五模块E剩余十二个交流输入端，经每一相的桥臂电感串联接入该桥臂电路中，构成双星形连接。其中，N、M、L为正整数。
参照图6和图14，在本发明大功率混合级联桥式单位功率因数整流器的第八实施例中，一种三相双星接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成双星接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感Ls、六个桥臂电感、直流电容和六个由级联方式构成的模块，六个由级联方式构成的模块为第六模块F，六个第六模块F构成对接的两组星形连接。第六模块F包括P个级联的第四模块D和Q个级联的第三模块C，其中：
各个第四模块D的一个交流输入端h与下一个第四模块D的一个交流输入端g依次相连，级联起来的第四模块D剩余两个自由端，即第一个第四模块D的另一个交流输入端g与第P个第四模块D的另一个交流输入端h。
各个第三模块C的一个交流输入端f与下一个第三模块C的一个交流输入端e依次相连，级联起来的第三模块C剩余两个自由端，即第一个第三模块C的另一个交流输入e与第Q个第三模块C的另一个交流输入端f。
第P个第四模块D的另一个交流输入端h与第一个第三模块C的另一个交流输入端e相连，P个级联的第四模块D和Q个级联的第三模块C按此方式连接后构成第六模块F。
第六模块F剩余的两个自由端，即第一个第四模块D的剩余交流输入端g与第Q个第三模块C的剩余交流输入f，六个第六模块F剩余十二个交流输入端，经每一相的桥臂电感串联接入该桥臂电路中，构成双星形连接。其中，P、Q为正整数。
在本发明大功率混合级联桥式单位功率因数整流器应用的其他实施例中，所描述的三相星接、角接和三相双星接整流器，除了采用第五模块E与第六模块F外，也可以是由第五模块E与第六模块F衍生出来的不同电路的组合。
本发明所描述的大功率混合级联桥式单位功率因数整流电路，可以通过适当的控制策略稳定且平衡级联模块直流侧的电容电压，为后级的电能变换提供有利条件，在高压直流传输、大功率电力电子变压器，大功率中高压交-直-交变频器等应用领域具有重要的应用价值。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计方案前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (8)

1.一种大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括主功率电路，所述主功率电路包括升压电感Ls和由级联方式构成的模块，所述由级联方式构成的模块包括第一模块(A)、第二模块(B)和第三模块(C)，其中：
所述第一模块(A)包括开关器件IGBT、快恢复二极管D0、输出直流电容C0和负载R0；
所述第二模块(B)包括二极管整流桥和N个级联的第一模块(A)；
所述第三模块(C)包括由全控型器件IGBT构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容C1和负载R1，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
其特征在于：所述由级联方式构成的模块为第五模块(E)，所述第五模块(E)包括M个第二模块(B)和L个第三模块(C)，其中：
各个第二模块(B)的单相二极管整流桥的一个交流输入端(d)与所级联的下一个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的一个交流输入端(c)依次相连，第二模块(B)级联后剩余两个自由端，即第一个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端(c)和第M个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端(d)；
各个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的一个交流输入端(f)与所级联的下一个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的一个交流输入端(e)依次相连，级联起来的第三模块(C)剩余的两个自由端，即第一个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端(e)与第L个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端(f)；
第M个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端(d)与第一个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端(e)相连，M个级联的第二模块(B)和L个级联的第三模块(C)按此方式连接后构成所述第五模块(E)；所述第五模块(E)剩余两个自由端，即第一个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端(c)与第L个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端(f)经升压电感Ls串联接入交流电网；其中，N、M、L为正整数。
2.一种大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括主功率电路，所述主功率电路包括升压电感Ls和由级联方式构成的模块，所述由级联方式构成的模块包括第三模块(C)和第四模块(D)，其中：
所述第三模块(C)包括由全控型器件IGBT构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容C1和负载R1，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
所述第四模块(D)包括由两个全控型器件IGBT和两个二极管构成的单相无桥整流电路、输出直流电容C2和负载R2，无桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
其特征在于：所述由级联方式构成的模块为第六模块(F)，所述第六模块(F)包括P个级联的第四模块(D)和Q个级联的第三模块(C)，其中：
各个第四模块(D)的一个交流输入端(h)与下一个第四模块(D)的一个交流输入端(g)依次相连，级联起来的第四模块(D)剩余两个自由端，即第一个第四模块(D)的另一个交流输入端(g)与第P个第四模块(D)的另一个交流输入端(h)；
各个第三模块(C)的一个交流输入端(f)与下一个第三模块(C)的一个交流输入端(e)依次相连，级联起来的第三模块(C)剩余两个自由端，即第一个第三模块(C)的另一个交流输入(e)与第Q个第三模块(C)的另一个交流输入端(f)；
第P个第四模块(D)的另一个交流输入端(h)与第一个第三模块(C)的另一个交流输入端(e)相连，P个级联的第四模块(D)和Q个级联的第三模块(C)按此方式连接后构成所述第六模块(F)；所述第六模块(F)剩余的两个自由端，即第一个第四模块(D)的剩余交流输入端(g)与第Q个第三模块(C)的剩余交流输入(f)经升压电感Ls串联接入交流电网，其中，P、Q为正整数。
3.一种三相星接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成星接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感Ls和三个由级联方式构成的模块，所述由级联方式构成的模块包括第一模块(A)、第二模块(B)和第三模块(C)，其中：
所述第一模块(A)包括开关器件IGBT、快恢复二极管D0、输出直流电容C0和负载R0；
所述第二模块(B)包括二极管整流桥和N个级联的第一模块(A)；
所述第三模块(C)包括由全控型器件IGBT构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容C1和负载R1，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
其特征在于：三个由级联方式构成的模块为第五模块(E)，所述第五模块(E)包括M个第二模块(B)和L个第三模块(C)，其中：
各个第二模块(B)的单相二极管整流桥的一个交流输入端(d)与所级联的下一个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的一个交流输入端(c)依次相连，第二模块(B)级联后剩余两个自由端，即第一个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端(c)和第M个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端(d)；
各个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的一个交流输入端(f)与所级联的下一个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的一个交流输入端(e)依次相连，级联起来的第三模块(C)剩余的两个自由端，即第一个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端(e)与第L个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端(f)；
第M个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端(d)与第一个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端(e)相连，M个级联的第二模块(B)和L个级联的第三模块(C)按此方式连接后构成第五模块(E)；第五模块(E)剩余两个自由端，即第一个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端(c)与第L个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端(f)，三个第五模块(E)剩余六个交流输入端，经每一相的升压电感Ls串联接入该相电路中，构成星形连接,其中，N、M、L为正整数。
4.一种三相星接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成星接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感Ls和三个由级联方式构成的模块，所述由级联方式构成的模块包括第三模块(C)和第四模块(D)，其中：
所述第三模块(C)包括由全控型器件IGBT构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容C1和负载R1，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
所述第四模块(D)包括由两个全控型器件IGBT和两个二极管构成的单相无桥整流电路、输出直流电容C2和负载R2，无桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
其特征在于：三个由级联方式构成的模块为第六模块(F)，所述第六模块(F)包括P个级联的第四模块(D)和Q个级联的第三模块(C)，其中：
各个第四模块(D)的一个交流输入端(h)与下一个第四模块(D)的一个交流输入端(g)依次相连，级联起来的第四模块(D)剩余两个自由端，即第一个第四模块(D)的另一个交流输入端(g)与第P个第四模块(D)的另一个交流输入端(h)；
各个第三模块(C)的一个交流输入端(f)与下一个第三模块(C)的一个交流输入端(e)依次相连，级联起来的第三模块(C)剩余两个自由端，即第一个第三模块(C)的另一个交流输入(e)与第Q个第三模块(C)的另一个交流输入端(f)；
第P个第四模块(D)的另一个交流输入端(h)与第一个第三模块(C)的另一个交流输入端(e)相连，P个级联的第四模块(D)和Q个级联的第三模块(C)按此方式连接后构成第六模块(F)；第六模块(F)剩余的两个自由端，即第一个第四模块(D)的剩余交流输入端(g)与第Q个第三模块(C)的剩余交流输入端(f)，三个第六模块(F)剩余六个交流输入端，经每一相的升压电感Ls串联接入该相电路中，构成星形连接,其中，P、Q为正整数。
5.一种三相角接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成角接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感Ls和三个由级联方式构成的模块，所述由级联方式构成的模块包括第一模块(A)、第二模块(B)和第三模块(C)，其中：
所述第一模块(A)包括开关器件IGBT、快恢复二极管D0、输出直流电容C0和负载R0；
所述第二模块(B)包括二极管整流桥和N个级联的第一模块(A)；
所述第三模块(C)包括由全控型器件IGBT构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容C1和负载R1，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
其特征在于：三个由级联方式构成的模块为第五模块(E)，所述第五模块(E)包括M个第二模块(B)和L个第三模块(C)，其中：
各个第二模块(B)的单相二极管整流桥的一个交流输入端(d)与所级联的下一个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的一个交流输入端(c)依次相连，第二模块(B)级联后剩余两个自由端，即第一个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端(c)和第M个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端(d)；
各个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的一个交流输入端(f)与所级联的下一个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的一个交流输入端(e)依次相连，级联起来的第三模块(C)剩余的两个自由端，即第一个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端(e)与第L个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端(f)；
第M个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端(d)与第一个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端(e)相连，M个级联的第二模块(B)和L个级联的第三模块(C)按此方式连接后构成第五模块(E)；第五模块(E)剩余两个自由端，即第一个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端(c)与第L个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端(f)，三个第五模块(E)剩余六个交流输入端，经每一相的升压电感Ls串联接入该相电路中，构成角形连接,其中，N、M、L为正整数。
6.一种三相角接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成角接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感Ls和三个由级联方式构成的模块，所述由级联方式构成的模块包括第三模块(C)和第四模块(D)，其中：
所述第三模块(C)包括由全控型器件IGBT构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容C1和负载R1，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
所述第四模块(D)包括由两个全控型器件IGBT和两个二极管构成的单相无桥整流电路、输出直流电容C2和负载R2，无桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
其特征在于：三个由级联方式构成的模块为第六模块(F)，所述第六模块(F)包括P个级联的第四模块(D)和Q个级联的第三模块(C)，其中：
各个第四模块(D)的一个交流输入端(h)与下一个第四模块(D)的一个交流输入端(g)依次相连，级联起来的第四模块(D)剩余两个自由端，即第一个第四模块(D)的另一个交流输入端(g)与第P个第四模块(D)的另一个交流输入端(h)；
各个第三模块(C)的一个交流输入端(f)与下一个第三模块(C)的一个交流输入端(e)依次相连，级联起来的第三模块(C)剩余两个自由端，即第一个第三模块(C)的另一个交流输入(e)与第Q个第三模块(C)的另一个交流输入端(f)；
第P个第四模块(D)的另一个交流输入端(h)与第一个第三模块(C)的另一个交流输入端(e)相连，P个级联的第四模块(D)和Q个级联的第三模块(C)按此方式连接后构成第六模块(F)；第六模块(F)剩余的两个自由端，即第一个第四模块(D)的剩余交流输入端(g)与第Q个第三模块(C)的剩余交流输入端(f)，三个第六模块(F)剩余六个交流输入端，经每一相的升压电感Ls串联接入该相电路中，构成角形连接,其中，P、Q为正整数。
7.一种三相双星接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成双星接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感Ls、六个桥臂电感、直流电容和六个由级联方式构成的模块，所述由级联方式构成的模块包括第一模块(A)、第二模块(B)和第三模块(C)，其中：
所述第一模块(A)包括开关器件IGBT、快恢复二极管D0、输出直流电容C0和负载R0；
所述第二模块(B)包括二极管整流桥和N个级联的第一模块(A)；
所述第三模块(C)包括由全控型器件IGBT构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容C1和负载R1，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
其特征在于：六个由级联方式构成的模块为第五模块(E)，六个第五模块(E)构成对接的两组星形连接；所述第五模块(E)包括M个第二模块(B)和L个第三模块(C)，其中：
各个第二模块(B)的单相二极管整流桥的一个交流输入端(d)与所级联的下一个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的一个交流输入端(c)依次相连，第二模块(B)级联后剩余两个自由端，即第一个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端(c)和第M个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端(d)；
各个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的一个交流输入端(f)与所级联的下一个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的一个交流输入端(e)依次相连，级联起来的第三模块(C)剩余的两个自由端，即第一个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端(e)与第L个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端(f)；
第M个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端(d)与第一个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端(e)相连，M个级联的第二模块(B)和L个级联的第三模块(C)按此方式连接后构成第五模块(E)；第五模块(E)剩余两个自由端，即第一个第二模块(B)中的单相二极管整流桥的另一个交流输入端(c)与第L个第三模块(C)中的单相全控型整流桥的另一个交流输入端(f)，六个第五模块(E)剩余十二个交流输入端，经每一相的升压电感串联接入该相桥臂电路中，六个桥臂电感分别连接在各自的桥臂中，构成双星形连接,其中，N、M、L为正整数。
8.一种三相双星接大功率混合级联桥式单位功率因数整流器，包括构成双星接整流器的三相主功率电路，所述三相主功率电路包括三个升压电感Ls、六个桥臂电感、直流电容和六个由级联方式构成的模块，所述由级联方式构成的模块包括第三模块(C)和第四模块(D)，其中：
所述第三模块(C)包括由全控型器件IGBT构成的单相全控桥整流电路、输出直流电容C1和负载R1，全控桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
所述第四模块(D)包括由两个全控型器件IGBT和两个二极管构成的单相无桥整流电路、输出直流电容C2和负载R2，无桥整流电路的输出端与相互并联的输出直流电容和负载相连；
其特征在于：六个由级联方式构成的模块为第六模块(F)，所述第六模块(F)包括P个级联的第四模块(D)和Q个级联的第三模块(C)，其中：
各个第四模块(D)的一个交流输入端(h)与下一个第四模块(D)的一个交流输入端(g)依次相连，级联起来的第四模块(D)剩余两个自由端，即第一个第四模块(D)的另一个交流输入端(g)与第P个第四模块(D)的另一个交流输入端(h)；
各个第三模块(C)的一个交流输入端(f)与下一个第三模块(C)的一个交流输入端(e)依次相连，级联起来的第三模块(C)剩余两个自由端，即第一个第三模块(C)的另一个交流输入(e)与第Q个第三模块(C)的另一个交流输入端(f)；
第P个第四模块(D)的另一个交流输入端(h)与第一个第三模块(C)的另一个交流输入端(e)相连，P个级联的第四模块(D)和Q个级联的第三模块(C)按此方式连接后构成第六模块(F)；第六模块(F)剩余的两个自由端，即第一个第四模块(D)的剩余交流输入端(g)与第Q个第三模块(C)的剩余交流输入(f)，六个第六模块(F)剩余十二个交流输入端，经每一相的升压电感串联接入该相桥臂电路中，六个桥臂电感分别连接在各自的桥臂中，构成双星形连接,其中，P、Q为正整数。
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