CN112187087A - 可拓展式多电平整流器 - Google Patents

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Abstract

可拓展式多电平整流器，以七电平为例，主要由四个子模块和一个二极管桥作为结构支撑，并采用一个滤波电感，三个串联电容，一个交流电源和阻性负载构成。七电平整流器可拓展到n电平整流器，其电平数为n=2k+3，k=1，2，3……，k为正整数，即该拓扑结构中的子模块可按照“倍增分裂”的原则增加数目，以达到更多电平输出的目的，具有可拓展性强，模块化程度高的特点。本发明有利于减小滤波电感体积，相比于传统两电平整流电路，谐波含量更低，输出电压更稳定，适用于中高压大功率场合。

Description

可拓展式多电平整流器
技术领域
本发明涉及一种整流器，特别是涉及一种可拓展式多电平整流器。
背景技术
随着国内电力变换技术的发展已趋于成熟，电力电子变流装置的发展也朝着更高频率、更高功率的方向发展，在中高压大功率场合下，由于高压直流输电系统的电压等级以及功率容量比较高，电力电子器件耐压能力将受到限制，网侧产生的高次谐波也影响着电力系统的正常运行。为此，在1980年的IEEE工业应用(IAS)年会上，有学者首次提出了“多电平”的概念，从而为高压大容量变流器的发展奠定了坚实的基础，在这之后，大量的多电平拓扑结构以及控制策略被相继提出，并广泛应用于目前的风能发电、并网发电等工业场合，但现有技术中的多电平整流器结构存在复杂多样，集成度不高，灵活性差的缺点，因此结构简单，模块化程度高，换流方式简单的多电平拓扑成为学术界的一个研究热点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种高度模块化的、可拓展的拓扑结构，该拓扑结构以子模块Sm为基本单元，构架出模块化程度极高的可拓展式多电平整流器。该整流器中直流侧子模块可按照“倍增分裂”的原则增加数目，可拓展到n电平整流器，以达到更多电平输出目的。并且本发明多电平整流器所用器件数量少，功率密度高，换流方式简单可靠。
本发明采取的技术方案为：
一种用于多电平整流器的子模块Sm，该子模块Sm包括一个开关管、两个二极管，其中：第一二极管阴极连接第二二极管阳极，第二二极管阴极连接开关管漏极，第一二极管阳极连接开关管源极；通过控制开关管通断状态，在该子模块Sm任意两个端点间，均能够实现功率双向流通。所用开关管是含有反并联二极管的MOSFET或IGBT或IGCT。
一种可拓展式七电平整流器，包括A1单元、A2单元、A3单元、A4单元；
所述A1单元包括交流电源Ug、电感L1、二极管D1～二极管D6、开关管Q1；其中，二极管D2阴极连接二极管D1阳极，二极管D1阴极连接开关管Q1漏极，二极管D2阳极连接开关管Q1源极，构成子模块Sm1；
所述A2单元包括二极管D7、二极管D8、开关管Q2；其中，二极管D8阴极连接二极管D7阳极，二极管D7阴极连接开关管Q2漏极，二极管D8阳极连接开关管Q2源极，构成子模块Sm2；
所述A3单元包括二极管D9～二极管D12、开关管Q3、开关管Q4；其中，二极管D10阴极连接二极管D9阳极，二极管D9阴极连接开关管Q3漏极，二极管D10阳极连接开关管Q3源极，构成子模块Sm3；二极管D12阴极连接二极管D11阳极，二极管D11阴极连接开关管Q4漏极，二极管D12阳极连接开关管Q4源极，构成子模块Sm4；
所述A4单元包括电容C1～电容C3；
交流电源Ug一端与电感L1一端相连，交流电源Ug另一端分别与二极管D1的阳极、二极管D2的阴极相连，构成节点b；
电感L1的另一端分别与二极管D4的阳极、二极管D5的阴极相连，构成节点a；
子模块Sm1中开关管Q1的漏极分别与二极管D1的阴极、二极管D3的阴极相连，构成节点c；
子模块Sm1中开关管Q1的源极分别与二极管D2的阳极、二极管D6的阳极相连，构成节点d；
二极管D3的阳极、二极管D4的阴极、子模块Sm2中二极管D7的阴极、开关管Q2的漏极连接在一起；
二极管D5的阳极、二极管D6的阴极与子模块Sm2中二极管D8的阳极、开关管Q2的源极连接在一起；
子模块Sm2中二极管D7的阳极、二极管D8的阴极、子模块Sm3中开关管Q3的源极、二极管D10的阳极、子模块Sm4中开关管Q4的漏极、二极管D11的阴极连接在一起，共同构成节点o；
子模块Sm3中二极管D9的阳极、二极管D10的阴极、电容C1的负极、电容C2的正极连接在一起，共同构成节点p；
子模块Sm4中二极管D11的阳极、二极管D12的阴极、C2的负极、电容C3的正极连接在一起，共同构成节点q；
电容C1负极连接电容C2的正极，电容C2的负极连接电容C3的正极，电容C1的正极与负载R的一端连接，构成节点m，节点m连接节点c；
电容C1的负极与负载R的另一端连接，构成节点n，节点n连接节点d。
一种可拓展式七电平整流器，其包括八种工作模式：
(1)交流电源Ug工作于正半周期：
工作模式一：开关管Q1、Q2、Q3、Q4均关断，电流流经电感L1，二极管D2、D3、D4，电容C1、C2、C3后返回交流电源Ug；此时电感L1与交流电源Ug同时向电容C1、C2、C3充电，充电电流为ig-id，并提供负载电流id，电感电流线性减小，电压Uab＝U1+U2+U3＝+Ud；
工作模式二：开关管Q1、Q3、Q4均关断，Q2导通，电流流经电感L1，二极管D2、D4、D8、D10，电容C2、C3，开关管Q2后返回交流电源Ug；此时电感L1与交流电源Ug同时向电容C2、C3充电，充电电流为ig-id，电容C1提供负载电流id，电感电流线性减小，电压Uab＝U2+U3＝+2/3Ud；
工作模式三：开关管Q1、Q3均关断，Q2、Q4导通，电流流经电感L1，二极管D2、D4、D8、D12，电容C3后返回交流电源Ug；此时电感L1与电源Ug同时向电容C3充电，充电电流为ig-id，电容C1、C2同时提供负载电流id，电感电流继续线性减小，电压Uab＝U3＝+1/3Ud；
工作模式四：开关管Q2、Q3、Q4均关断，Q1导通，电流流经电感L1，二极管D2、D3、D4，开关管Q1后返回交流电源Ug；此时交流电源Ug向电感L1充电，电感电流线性增加，电容C1、C2、C3同时提供负载电流id，电压Uab＝0；
(2)交流电源Ug工作于负半周期：
工作模式五：开关管Q2、Q3、Q4均关断，Q1导通，电流流经开关管Q1，二极管D1、D5、D6，电感L1后返回交流电源Ug；此时交流电源Ug向电感L1充电，电感电流线性增加，电容C1、C2、C3同时提供负载电流id，电压Uab＝0；
工作模式六：开关管Q1、Q4均关断，Q2、Q3导通，电流流经二极管D1、D5、D7、D9，电容C1，开关管Q2、Q3，电感L1后返回交流电源Ug；此时交流电源Ug与电感L1向电容C1充电，充电电流为ig-id，电感电流线性减小，电容C2、C3同时提供负载电流id，电压Uab＝U1＝-1/3Ud；
工作模式七：开关管Q1、Q3、Q4均关断，Q2导通，电流流经电容C1、C2，二极管D1、D5、D7、D11，开关管Q2，电感L1后返回交流电源Ug；此时交流电源Ug与电感L1向电容C1、C2充电，充电电流为ig-id，电感电流线性减小，电容C3提供负载电流id，电压Uab＝U1+U2＝-2/3Ud；
工作模式八：开关管Q1、Q2、Q3、Q4均关断，电流流经二极管D1、D5、D6，电容C1、C2、C3，电感L1后返回交流电源Ug；此时交流电源Ug与电感L1向电容C1、C2、C3充电，电感电流线性减小，电容C1、C2、C3同时提供负载电流id，电压Uab＝U1+U2+U3＝-Ud；
在上述工作模式中：电容电压U1＝U2＝U3＝1/3Ud。
一种可拓展式n电平整流器，在可拓展式七电平整流器拓扑结构中，A2单元的后级电路基础上，直流变换侧的子模块Sm可按照倍增分裂原则，将整个电路拓展成n＝2k+3个电平，k＝1，2，3……，k为正整数；包括Ai个单元，i＝1，2，3……，i为正整数；其中，所需子模块Sm数目为2k个。
直流侧电容均为同向串联结构，且电容值C1＝C2＝C3＝……＝Cn，其中，n＝2k-1+1。
本发明一种可拓展式多电平整流器，有益效果如下：
1)本发明通过充分利用子模块优势，推导出n＝2k+3,k＝1，2，3……，k为正整数个电平电路结构，整个电路结构模块化程度高，可通过增加子模块的数目，以达到更多电平输出的目的，采用多电平整流技术有利于减小滤波电感体积，降低谐波含量。
2)n电平整流电路结构的实现，依赖于子模块的倍增分裂拓展模式，尤其是电平数n＝5时，此时k＝1，开关器件数目仅为2个，即可实现五电平整流功能；同样电平数n＝7时，此时k＝2，开关器件数目仅为4个，有利于减少器件投入成本。所用子模块结构简单，具有功率双向流通功能，可工业化批量生产应用。
3)本发明电路所有开关管，二极管均可实现自然电压钳位功能，具有较低的器件电压应力，在中高压大功率场合下具有较好的应用前景。
附图说明
图1是本发明中子模块Sm的基本结构图。
图2是本发明提出的一种高度模块化的可拓展式七电平整流器电路图。
图3是本发明提出的一种高度模块化的n电平整流器电路图。
图4是本发明七电平整流器工作模式一的电流路径示意图；
图5是本发明七电平整流器工作模式二的电流路径示意图；
图6是本发明七电平整流器工作模式三的电流路径示意图；
图7是本发明七电平整流器工作模式四的电流路径示意图；
图8是本发明七电平整流器工作模式五的电流路径示意图；
图9是本发明七电平整流器工作模式六的电流路径示意图；
图10是本发明七电平整流器工作模式七的电流路径示意图；
图11是本发明七电平整流器工作模式八的电流路径示意图。
图12是本发明中七电平整流器输入电压Ug和输入电流ig波形图。
图13是本发明中七电平整流器节点a、b间电压Uab波形图。
图14是本发明中七电平整流器输出直流电压Ud波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案做详细说明：
为验证本发明七电平整流器的功能以及正确性，以一种高度模块化的可拓展式七电平整流器拓扑结构为例，进行原理分析和实验验证，具体实验参数如下：输入电压有效值220V，电感2mH，两个等值电容2200uF，开关频率，20kHz，负载50Ω，设定输出电压400V。
附图1所示为多电平整流器的子模块Sm，其由一个开关管与两个二极管构成，其中：两个二极管同向串联后的两端与开关管并联，串联二极管阴极端与开关管漏极相连，阳极端与源极相连；通过控制开关管通断状态，在该子模块Sm任意两个端点间，均可实现功率双向流通，所用开关管是含有反并联二极管的MOSFET或IGBT或IGCT。
本发明主要以七电平整流器拓扑结构为例，进行工作原理分析：
附图2所示为高度模块化的七电平整流器电路图，其拓扑结构包括：
A1单元、A2单元、A3单元、A4单元；
所述A1单元包括交流电源Ug、电感L1、二极管D1～二极管D6、开关管Q1；其中，二极管D2阴极连接二极管D1阳极，二极管D1阴极连接开关管Q1漏极，二极管D2阳极连接开关管Q1源极，构成子模块Sm1；
所述A2单元包括二极管D7、二极管D8、开关管Q2；其中，二极管D8阴极连接二极管D7阳极，二极管D7阴极连接开关管Q2漏极，二极管D8阳极连接开关管Q2源极，构成子模块Sm2；
所述A3单元包括二极管D9～二极管D12、开关管Q3、开关管Q4；其中，二极管D10阴极连接二极管D9阳极，二极管D9阴极连接开关管Q3漏极，二极管D10阳极连接开关管Q3源极，构成子模块Sm3；二极管D12阴极连接二极管D11阳极，二极管D11阴极连接开关管Q4漏极，二极管D12阳极连接开关管Q4源极，构成子模块Sm4；
所述A4单元包括电容C1～电容C3；
所用开关管是含有反并联二极管的MOSFET或IGBT或IGCT，电容值C1＝C2＝C3。
A1单元部分：交流电源Ug一端与电感L1一端相连，交流电源Ug另一端与二极管D1的阳极、二极管D2的阴极共同构成节点b；电感L1的另一端与二极管D4的阳极、二极管D5的阴极共同构成节点a；子模块Sm1中开关管Q1的漏极、二极管D1的阴极和二极管D3的阴极共同构成节点c；子模块Sm1中开关管Q1的源极、二极管D2的阳极和二极管D6的阳极共同构成节点d；二极管D3的阳极、二极管D4的阴极与A2单元的子模块Sm2中二极管D7的阴极、开关管Q2的漏极相连；二极管D5的阳极、二极管D6的阴极与A2单元的子模块Sm2中二极管D8的阳极、开关管Q2的源极相连。
A2单元部分：A2单元的子模块Sm2中二极管D7的阳极与二极管D8的阴极、A3单元的子模块Sm3中开关管Q3的源极与二极管D10的阳极、A3单元的子模块Sm4中开关管Q4的漏极与二极管D11的阴极共同构成节点o。
A3单元部分：A3单元的子模块Sm3中二极管D9的阳极与二极管D10的阴极、A4单元中电容C1的负极和电容C2的正极共同构成节点p；A3单元的子模块Sm4中二极管D11的阳极与二极管D12的阴极、单元A4中电容C2的负极和电容C3的正极共同构成节点q；
A4单元部分：A4单元中电容C1、C2与C3同向串联，电容C1的正极与负载R的一端共同构成节点m，并与A1单元中节点c相连；电容C3的负极、负载R的另一端共同构成节点n，并与A1单元中节点d相连。
图3为高度模块化的n电平整流器：即在一种高度模块化的可拓展式七电平整流器图2拓扑结构中单元A2的后级电路基础上，直流变换侧的子模块Sm可按照倍增分裂原则，可将整个电路拓展成n＝2k+3个电平，k＝1，2，3……，k为正整数；包括Ai个单元，i＝1，2，3……，i为正整数；其中所需子模块Sm数目为2k个。
所述一种高度模块化的七电平整流器，八种工作模态分析如下：其中，电容值C1＝C2＝C3：
附图4为工作模式一：开关管Q1、Q2、Q3、Q4均关断，电流流经电感L1，二极管D2、D3、D4，电容C1、C2、C3后返回电源Ug。此时电感L1与电源Ug同时向电容C1、C2、C3充电，充电电流为ig-id，并提供负载电流id，电感电流线性减小，电压Uab＝U1+U2+U3＝+Ud。
附图5为工作模式二：开关管Q1、Q3、Q4均关断，Q2导通，电流流经电感L1，二极管D2、D4、D8、D10，电容C2、C3，开关管Q2后返回电源Ug。此时电感L1与电源Ug同时向电容C2、C3充电，充电电流为ig-id，电容C1提供负载电流id，电感电流线性减小，电压Uab＝U2+U3＝+2/3Ud。
附图6为工作模式三：开关管Q1、Q3均关断，Q2、Q4导通，电流流经电感L1，二极管D2、D4、D8、D12，电容C3后返回电源Ug。此时电感L1与电源Ug同时向电容C3充电，充电电流为ig-id，电容C1、C2同时提供负载电流id，电感电流继续线性减小，电压Uab＝U3＝+1/3Ud。
附图7为工作模式四：开关管Q2、Q3、Q4均关断，Q1导通，电流流经电感L1，二极管D2、D3、D4，开关管Q1后返回电源Ug。此时电源Ug向电感L1充电，电感电流线性增加，电容C1、C2、C3同时提供负载电流id，电压Uab＝0。
附图8为工作模式五：开关管Q2、Q3、Q4均关断，Q1导通，电流流经开关管Q1，二极管D1、D5、D6，电感L1后返回电源Ug。此时电源Ug向电感L1充电，电感电流线性增加，电容C1、C2、C3同时提供负载电流id，电压Uab＝0。
附图9为工作模式六：开关管Q1、Q4均关断，Q2、Q3导通，电流流经二极管D1、D5、D7、D9，电容C1，开关管Q2、Q3，电感L1后返回电源Ug。此时电源Ug与电感L1向电容C1充电，充电电流为ig-id，电感电流线性减小，电容C2、C3同时提供负载电流id，电压Uab＝U1＝-1/3Ud。
附图10为工作模式七：开关管Q1、Q3、Q4均关断，Q2导通，电流流经电容C1、C2，二极管D1、D5、D7、D11，开关管Q2，电感L1后返回电源Ug。此时电源Ug与电感L1向电容C1、C2充电，充电电流为ig-id，电感电流线性减小，电容C3提供负载电流id，电压Uab＝U1+U2＝-2/3Ud。
附图11为工作模式八：开关管Q1、Q2、Q3、Q4均关断，电流流经二极管D1、D5、D6，电容C1、C2、C3，电感L1后返回电源Ug。此时电源Ug与电感L1向电容C1、C2、C3充电，充电电流为ig-id，电感电流线性减小，电容C1、C2、C3同时提供负载电流id，电压Uab＝U1+U2+U3＝-Ud。
在上述分析中：电容电压U1＝U2＝U3＝1/3Ud。
在表1中列出了n电平状态下所需各元器件数目，其中电平数n＝2k+3,k＝1，2，3……，k为正整数，如k＝2时，电平数n＝7，在七电平整流器拓扑结构中，所需二极管数目2k +1+4＝12，开关管数目2k＝4，电容数目2k-1+1＝3，电感数目恒为1；电平数以及所需各元器件数目均由所给公式类推即可。
表1
n电平状态下所需各器件数目表
Figure BDA0002674391810000071
表2所示为本发明中七电平整流器的八种工作模式表，当电源Ug>0时，电路工作于正半周期，有四种工作模式；当电源Ug<0时，电路工作于负半周期，有四种工作模式。开关管的导通与关断：“1”表示开关管导通，“0”表示开关管关断。各电容的充放电以及a、b两点间的电压Uab在八种工作模式下具有严格的一一对应关系。
表2七电平整流器的八种工作模式表
Figure BDA0002674391810000081
图12是本发明中七电平整流器输入电压Ug和输入电流ig波形图.从输入电压电流波形可以看出，输入电压Ug和输入电流ig同相位，实现了单位功率因数化。
图13是本发明中七电平整流器节点a、b间电压Uab波形图。本发明为七电平整流电路，节点a、b间的电压Uab共有七种电平状态，从图13示波形可得，本发明具有实现七电平整流功能，能够降低谐波含量，稳定直流输出电压。
图14是本发明中七电平整流器输出直流电压Ud波形图。图14示波形为输出直流电压Ud，其稳定在400V，验证了本发明的可行性与正确性。

Claims (5)

1.一种用于多电平整流器的子模块Sm，其特征在于，该子模块Sm包括一个开关管、两个二极管，其中：
第一二极管阴极连接第二二极管阳极，第二二极管阴极连接开关管漏极，第一二极管阳极连接开关管源极；通过控制开关管通断状态，在该子模块Sm任意两个端点间，均能够实现功率双向流通；
所用开关管是含有反并联二极管的MOSFET或IGBT或IGCT。
2.一种可拓展式七电平整流器，其特征在于包括：
A1单元、A2单元、A3单元、A4单元；
所述A1单元包括交流电源Ug、电感L1、二极管D1～二极管D6、开关管Q1；其中，二极管D2阴极连接二极管D1阳极，二极管D1阴极连接开关管Q1漏极，二极管D2阳极连接开关管Q1源极，构成子模块Sm1；
所述A2单元包括二极管D7、二极管D8、开关管Q2；其中，二极管D8阴极连接二极管D7阳极，二极管D7阴极连接开关管Q2漏极，二极管D8阳极连接开关管Q2源极，构成子模块Sm2；
所述A3单元包括二极管D9～二极管D12、开关管Q3、开关管Q4；其中，二极管D10阴极连接二极管D9阳极，二极管D9阴极连接开关管Q3漏极，二极管D10阳极连接开关管Q3源极，构成子模块Sm3；二极管D12阴极连接二极管D11阳极，二极管D11阴极连接开关管Q4漏极，二极管D12阳极连接开关管Q4源极，构成子模块Sm4；
所述A4单元包括电容C1～电容C3；
交流电源Ug一端与电感L1一端相连，交流电源Ug另一端分别与二极管D1的阳极、二极管D2的阴极相连，构成节点b；
电感L1的另一端分别与二极管D4的阳极、二极管D5的阴极相连，构成节点a；
子模块Sm1中开关管Q1的漏极分别与二极管D1的阴极、二极管D3的阴极相连，构成节点c；
子模块Sm1中开关管Q1的源极分别与二极管D2的阳极、二极管D6的阳极相连，构成节点d；
二极管D3的阳极、二极管D4的阴极、子模块Sm2中二极管D7的阴极、开关管Q2的漏极连接在一起；
二极管D5的阳极、二极管D6的阴极与子模块Sm2中二极管D8的阳极、开关管Q2的源极连接在一起；
子模块Sm2中二极管D7的阳极、二极管D8的阴极、子模块Sm3中开关管Q3的源极、二极管D10的阳极、子模块Sm4中开关管Q4的漏极、二极管D11的阴极连接在一起，共同构成节点o；
子模块Sm3中二极管D9的阳极、二极管D10的阴极、电容C1的负极、电容C2的正极连接在一起，共同构成节点p；
子模块Sm4中二极管D11的阳极、二极管D12的阴极、C2的负极、电容C3的正极连接在一起，共同构成节点q；
电容C1负极连接电容C2的正极，电容C2的负极连接电容C3的正极，电容C1的正极与负载R的一端连接，构成节点m，节点m连接节点c；
电容C1的负极与负载R的另一端连接，构成节点n，节点n连接节点d。
3.根据权利要求2所述一种可拓展式七电平整流器，其特征在于，其包括八种工作模式：
(1)交流电源Ug工作于正半周期：
工作模式一：开关管Q1、Q2、Q3、Q4均关断，电流流经电感L1，二极管D2、D3、D4，电容C1、C2、C3后返回交流电源Ug；此时电感L1与交流电源Ug同时向电容C1、C2、C3充电，充电电流为ig-id，并提供负载电流id，电感电流线性减小，电压Uab＝U1+U2+U3＝+Ud；
工作模式二：开关管Q1、Q3、Q4均关断，Q2导通，电流流经电感L1，二极管D2、D4、D8、D10，电容C2、C3，开关管Q2后返回交流电源Ug；此时电感L1与交流电源Ug同时向电容C2、C3充电，充电电流为ig-id，电容C1提供负载电流id，电感电流线性减小，电压Uab＝U2+U3＝+2/3Ud；
工作模式三：开关管Q1、Q3均关断，Q2、Q4导通，电流流经电感L1，二极管D2、D4、D8、D12，电容C3后返回交流电源Ug；此时电感L1与电源Ug同时向电容C3充电，充电电流为ig-id，电容C1、C2同时提供负载电流id，电感电流继续线性减小，电压Uab＝U3＝+1/3Ud；
工作模式四：开关管Q2、Q3、Q4均关断，Q1导通，电流流经电感L1，二极管D2、D3、D4，开关管Q1后返回交流电源Ug；此时交流电源Ug向电感L1充电，电感电流线性增加，电容C1、C2、C3同时提供负载电流id，电压Uab＝0；
(2)交流电源Ug工作于负半周期：
工作模式五：开关管Q2、Q3、Q4均关断，Q1导通，电流流经开关管Q1，二极管D1、D5、D6，电感L1后返回交流电源Ug；此时交流电源Ug向电感L1充电，电感电流线性增加，电容C1、C2、C3同时提供负载电流id，电压Uab＝0；
工作模式六：开关管Q1、Q4均关断，Q2、Q3导通，电流流经二极管D1、D5、D7、D9，电容C1，开关管Q2、Q3，电感L1后返回交流电源Ug；此时交流电源Ug与电感L1向电容C1充电，充电电流为ig-id，电感电流线性减小，电容C2、C3同时提供负载电流id，电压Uab＝U1＝-1/3Ud；
工作模式七：开关管Q1、Q3、Q4均关断，Q2导通，电流流经电容C1、C2，二极管D1、D5、D7、D11，开关管Q2，电感L1后返回交流电源Ug；此时交流电源Ug与电感L1向电容C1、C2充电，充电电流为ig-id，电感电流线性减小，电容C3提供负载电流id，电压Uab＝U1+U2＝-2/3Ud；
工作模式八：开关管Q1、Q2、Q3、Q4均关断，电流流经二极管D1、D5、D6，电容C1、C2、C3，电感L1后返回交流电源Ug；此时交流电源Ug与电感L1向电容C1、C2、C3充电，电感电流线性减小，电容C1、C2、C3同时提供负载电流id，电压Uab＝U1+U2+U3＝-Ud；
在上述工作模式中：电容电压U1＝U2＝U3＝1/3Ud。
4.一种基于权利要求2所述可拓展式七电平整流器拓展而成的可拓展式n电平整流器，其特征在于：在可拓展式七电平整流器拓扑结构中，A2单元的后级电路基础上，直流变换侧的子模块Sm可按照倍增分裂原则，将整个电路拓展成n＝2k+3个电平，k＝1，2，3……，k为正整数；包括Ai个单元，i＝1，2，3……，i为正整数；其中所需子模块Sm数目为2k个。
5.根据权利要求4所述一种可拓展式n电平整流器，其特征在于：直流侧电容均为同向串联结构，且电容值C1＝C2＝C3＝……＝Cn，其中，n＝2k-1+1。
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Assignee: Hubei Zhikan Technology Co.,Ltd.

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License type: Common License

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