CN112865567A - 一种异构二极管钳位式的三电平整流器 - Google Patents

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Abstract

一种异构二极管钳位式的三电平整流器，交流电源ug一侧与并联电感L1、L2相连，电感L1开关管S1漏极以及D1阳极连接，形成节点a；电感L2与二极管D2阴极以及S2源极，形成节点b；交流电源ug另一侧与开关管S3源极以及S4漏极相连，形成节点N；二极管D1阴极、D3阴极、开关管S2漏极以及电容C1正极连接于节点p；二极管D2阳极、D4阳极、开关管S1源极与电容C2负极连接于节点m；二极管D5阳极，D6阴极与分裂电容C1、C2相连于节点n。本发明一种异构二极管钳位式的三电平整流器，该整流器能够减少开关管的开关损耗，降低谐波和开关管电压应力，并且具有较高的可靠性。

Description

一种异构二极管钳位式的三电平整流器
技术领域
本发明涉及多电平变换器领域，具体是一种异构二极管钳位式的三电平整流器。
背景技术
随着直流输电的发展，传统的两电平变换器正逐步被新兴的多电平变换器所取代。多 电平变换器的研究目的是改善功率电路的配置，以获得更高的效率、可靠性，更低的谐波 和电压应力。传统两电平变换器中开关管的开关损耗明显大于多电平变换器。开关管的开 关损耗是以热的形式表现的，为控制开关管温度不超过允许值，只能通过减少开关通断次 数减少热量损耗。
传统两电平变换器中开关管承受的电压应力比多电平变换器高，因此传统两电平变换 器开关管的开关频率就要比多电平变换器开关频率低，从而降低自身的热量损耗。相对于 传统两电平变换器，多电平变换器电压应力较低，因此能工作在较高开关频率，实现高频 化、快速性，进而降低输入电流谐波。
发明内容
本发明提出了一种异构二极管钳位式的三电平整流器，该整流器能够减少开关管的开 关损耗，降低谐波和开关管电压应力，并且具有较高的可靠性。
本发明采取的技术方案为：
一种异构二极管钳位式的三电平整流器，该整流器包括：
开关管S1、S2、S3、S4，二极管D1～D6，交流电源ug，电感L1、L2，电容C1、C2；
开关管S1漏极分别连接二极管D1阳极、电感L1一端，其连接节点形成节点a；
二极管D2阴极分别连接电感L2一端、开关管S2源极，其连接节点形成节点b；
电感L1另一端、电感L2另一端均连接交流电源ug一侧；
交流电源ug另一侧分别连接开关管S3源极、开关管S4漏极，其连接节点形成节点N；二极管D1阴极分别连接开关管S2漏极、二极管D3阴极、电容C1一端，其连接节点形成 节点p；
开关管S1源极分别连接二极管D2阳极、二极管D4阳极、电容C2另一端，其连接节点形 成节点m；
电容C1另一端分别连接二极管D5阳极、二极管D6阴极、电容C2一端，其连接节点形成 节点n；
开关管S3漏极分别连接二极管D3阳极、二极管D5阴极；
开关管S4源极分别连接二极管D4阴极、二极管D6阳极；
负载RL两端分别连接电容C1一端、电容C2另一端。
所述整流器左侧二极管D1、开关管S1、电感L1与二极管D2、开关管S2，电感L2分别构成两个伪图腾柱桥臂。
所述整流器右侧为开关管S3、S4，二极管D3、D4、D5、D6组成的异构双向管钳位式三电平结构。
所述电容C1、C2为串联分裂电容，每个电容承受直流母线电压Udc的一半，实现三电平中 的±0.5Udc电平。
所述开关管S1、S2、S3、S4为绝缘栅型双极晶体管IGBT、或者电力场效应管MOSFET。所述开关管S1、S2、S3、S4均反向并联了二极管。
本发明一种异构二极管钳位式的三电平整流器，有益效果如下：
1)本发明一种异构二极管钳位式的三电平伪图腾柱整流器，具备伪图腾柱结构，本发明 中应用到异构双向开关管结构单元，双向开关由开关管S3、S4，二极管D3、D4、D5、D6组成，其主要作用在于实现±0.5Udc电压流通路径。本发明拓扑具有升压、整流、三电平功 率因数校正的特点。
2)本发明新型拓扑具有伪图腾柱单元结构，基于伪图腾柱单元模块可用作三电平模块化 的功率单元结构。
3)本发明在单位功率因数校正拓扑结构中，融入了伪图腾柱三电平结构，在整流器拓扑 中具有升压电路单元，具有天然的升压特点。另外,拓扑结构中两个电感对应两个桥臂，在 一个桥臂发生故障情况下,依然可以实现对后级的功率输出,一定程度提高了电路工作可靠 性。
4)本发明提出二极管和全控器件相融合的伪图腾柱三电平结构,该结构具有可靠性高、共 模干扰小、能够以较高的开关频率工作，这样相对于传统两电平结构减小了输入电流纹波。
5)本发明拓扑采用伪图腾柱三电平结构,该结构具有较小的电压应力，一定程度上延长了 开关管的使用寿命。
6)本发明所提变换器在一个交流输入周期内存在六个工作模态,该拓扑结构六个模态中最 多有一个开关管处于导通状态且每个回路只有三个半导体器件导通。
7)由于伪图腾柱结构的加入，该整流器拓扑具有三电平变换器的优势并且能同时实现较 大功率、小共模干扰以及较高的可靠性。
附图说明
图1为本发明一种异构二极管钳位式的三电平整流器主拓扑结构图。
图2为本发明一种异构二极管钳位式的三电平整流器工作模式一图；
图3为本发明一种异构二极管钳位式的三电平整流器工作模式二图；
图4为本发明一种异构二极管钳位式的三电平整流器工作模式三图；
图5为本发明一种异构二极管钳位式的三电平整流器工作模式四图；
图6为本发明一种异构二极管钳位式的三电平整流器工作模式五图；
图7为本发明一种异构二极管钳位式的三电平整流器工作模式六图。
图8(a)为本发明稳态交流输入电压ug、交流输入电流ig波形图。
图8(b)为本发明稳态输出电压UaN波形图。
图8(c)为本发明稳态输出电压UbN波形图。
图8(d)为本发明稳态输出电压Udc波形图。
图9为本发明开关管开关脉冲电压Ug1、Ug2、Ug3、Ug4波形图。
图10(a)为本发明电感L1电流iL1波形图。
图10(b)为本发明电感L2电流iL2波形图。
图11为本发明直流分裂电容C1、C2电压UC1、UC2波形图。
具体实施方式
如图1所示，一种异构二极管钳位式的三电平伪图腾柱整流器，
该发明整流器包括开关管S1、S2、S3、S4，二极管D1～D6，交流电源ug，电感L1、L2， 电容C1、C2；
伪图腾柱包括二极管D1、开关管S1、电感L1与二极管D2、开关管S2，电感L2，其结 构连接如图1所示。
所述整流器左侧二极管D1、开关管S1、电感L1与二极管D2、开关管S2，电感L2分 别构成两个伪图腾柱桥臂；右侧为开关管S3、S4，二极管D3、D4、D5、D6组成的异构双 向管钳位式三电平结构。
串联分裂电容C1、C2组成直流母线，由于串联电容大小相等，每个电容承受直流母线 电压Udc的一半，形成母线电压一半的中点，实现±0.5Udc电平变化。
双向开关由开关管S3、S4，二极管D3、D4、D5、D6组成，其主要作用在于实现±0.5Udc电压流通路径。
开关管S1、S2、S3、S4为全控型功率器件，包含但不限于绝缘栅型双极晶体管IGBT、电力场效应管MOSFET等。
电路具体参数如下：整流器输入侧电压有效值为220V，频率为50Hz,开关频率为20kHz， 直流侧输出电压Udc＝400V，电感L1＝L2＝3mH，直流侧电容C1＝C2＝4700μF。
一种异构二极管钳位式的三电平伪图腾柱整流器，包括以下工作模式：
(1)工作模式一：如图2所示，电路工作在电网电压正半周期，该工作模式下电网电压 ug>0V，电压UaN＝0V。开关管S1导通、开关管S4体二极管导通，二极管D4导通，其余半 导体器件均关断。此时，电网电流ig流经电感L1、开关管S1、二极管D4、关管S4体二极 管，实现0电平状态。交流电源ug对电感L1充电，电感L1储能，其电流iL1线性增加；同 时，电容C1、C2放电对负载RL供电。
(2)工作模式二：如图3所示，电路工作在电网电压正半周期，该工作模式下电网电压 ug>0V，UaN＝Udc/2。开关管S3导通、S2体二极管导通，二极管D1、D5导通，其余半导体 器件均关断。电网电流ig于电感L1、L2处分流，分别经过二极管D1、开关管S2体二极管 后合流通过电容C1、二极管D5、开关管S3，形成回路，实现Udc/2电平状态；同时，电容 C1、C2与负载RL形成另一条回路。此时，电感L1、L2放电对电容C1充电，电容C2对负 载RL供电。当电网电压ug>Udc/2时，电感L1充电，其电流iL1增大；当电网电压ug<Udc/2 时，电感L1放电，其电流iL1减小。
(3)工作模式三：如图4所示，电路工作在电网电压正半周期，该工作模式下电网电压 ug>0V，UaN＝Udc。该模态下开关管S2体二极管、S4体二极管导通，二极管D1、D4导通， 其余半导体器件均关断。电网电流ig于电感L1、L2处分流，分别经二极管D1、开关管S2体二极管后合流，在p点处再次分流；一部电流分经电容C1、C2对其充电，另外一部分向 负载RL供电；最后经二极管D4、开关管S4体二极管，实现+Udc电平状态。此时，电感 L1、L2放电，其电流iL1、iL2减小。
(4)工作模式四：如图5所示，电路工作在电网电压负半周期，该工作模式下电网电压 ug<0V，UbN＝0V。该模态下开关管S2导通、S3体二极管导通，二极管D3导通，其余半导 体器件均关断。此时，电网电流ig经开关管S3体二极管、二极管D3、开关管S2、电感L2， 实现0电平状态。交流电源ug对电感L2充电，电感L2储能，其电流iL2线性增加；同时， 电容C1、C2与负载RL形成回路，并对负载RL供电。
(5)工作模式五：如图6所示，电路工作在电网电压负半周期，该工作模式下电网电压 ug<0V，UbN＝-Udc/2。开关管S4导通、S1体二极管导通，二极管D2、D6导通，其余半导体 器件均关断。电网电流ig经开关管S4、二极管D6、电容C2，在m点与直流侧电流idc合流； 此后于S1体二极管、二极管D2分流，分别经电感L1、L2后再次合流，实现-Udc/2电平状 态。同时，电容C1、C2与负载RL形成回路。此时，电感L1、L2放电对电容C2充电，电 容C1对负载RL供电。当电网电压幅值︱ug︱>Udc/2时，电感L2充电，其电流iL2增大； 当电网电压幅值︱ug︱<Udc/2时，电感L2放电，其电流iL2减小。
(6)工作模式六：如图7所示，电路工作在电网电压负半周期，该工作模式下电网电压 ug<0，UbN＝-Udc。该模态下开关管S1体二极管、S3体二极管导通，二极管D2、D3导通， 其余半导体器件均关断。电网电流ig经开关管S3体二极管、二极管D3在p点处分流；一 部电流分经电容C1、C2对其充电，另外一部分向负载RL供电。经m点合流后在开关管 S1体二极管、二极管D2分别经电感L1、L2后合流，实现-Udc电平状态。此时，电感L1、 L2放电，其电流iL1、iL2减小。图8(a)、图8(b)、图8(c)、图8(d)、图9、图 10(a)、图10(b)为本发明在负载80Ω时的实验波形。
图8(a)、图8(b)、图8(c)、图8(d)表示本发明稳态时相关波形图。
图8(a)表示本发明稳态交流输入电压ug和交流输入电流ig波形均保持正弦规律变化， 且电流ig波形跟随电压ug波形，基本实现了单位功率因数。
图8(b)、图8(c)为本发明稳态输出电压UaN、UbN图，表示本拓扑能实现三电平 功能。
图8(d)表示本发明稳态输出电压Udc波形，表示本发明能实现稳定的直流电压输出。
图9为本发明开关管开关脉冲电压Ug1、Ug2、Ug3、Ug4波形图,表示出一个周期内的开关脉冲分配信号。
图10(a)、10(b)分别为本发明两电感L1、L2电流iL1、iL2波形图。表示出iL1、iL2波形能够实现稳定，且ig＝iL1+iL2，即iL1、iL2合流后的ig能实现正弦波形。
图10(a)为本发明电感L1电流iL1波形图，表示出电路工作在正半周期时主要由电感 L1流过电流，但由于电路工作于0.5Udc和Udc时，开关管S2体二极管导通，故iL1会出现 小于0部分。
图10(b)分别为本发明两电感L2电流iL2波形图，与上面类似，由于电路工作于-0.5Udc和-Udc时，开关管S1体二极管导通，这时电感L2也会流过电流，故iL2会出现小于0部分。
图11为本发明直流分裂电容C1、C2电压UC1、UC2波形图，表示本发明直流侧分裂电容电压能够达到自平衡。
综上对实验结果的分析可知，本发明拓扑基本能实现单位功率因数，且具有稳定的直 流电压输出。

Claims (7)

1.一种异构二极管钳位式的三电平整流器，其特征在于该整流器包括：
开关管S1、S2、S3、S4，二极管D1～D6，电感L1、L2，电容C1、C2；
开关管S1漏极分别连接二极管D1阳极、电感L1一端，其连接节点形成节点a；
二极管D2阴极分别连接电感L2一端、开关管S2源极，其连接节点形成节点b；
电感L1另一端、电感L2另一端均连接交流电源ug一侧；
交流电源ug另一侧分别连接开关管S3源极、开关管S4漏极，其连接节点形成节点N；
二极管D1阴极分别连接开关管S2漏极、二极管D3阴极、电容C1一端，其连接节点形成节点p；
开关管S1源极分别连接二极管D2阳极、二极管D4阳极、电容C2另一端，其连接节点形成节点m；
电容C1另一端分别连接二极管D5阳极、二极管D6阴极、电容C2一端，其连接节点形成节点n；
开关管S3漏极分别连接二极管D3阳极、二极管D5阴极；
开关管S4源极分别连接二极管D4阴极、二极管D6阳极；
负载RL两端分别连接电容C1一端、电容C2另一端。
2.根据权利要求1所述一种异构二极管钳位式的三电平整流器，其特征在于：所述整流器左侧二极管D1、开关管S1、电感L1与二极管D2、开关管S2，电感L2分别构成两个伪图腾柱桥臂，构成伪图腾柱结构。
3.根据权利要求1所述一种异构二极管钳位式的三电平整流器，其特征在于：所述整流器右侧为开关管S3、S4，二极管D3、D4、D5、D6组成的异构双向管钳位式三电平结构。
4.根据权利要求1所述一种异构二极管钳位式的三电平整流器，其特征在于：所述电容C1、C2为串联分裂电容，每个电容承受直流母线电压Udc的一半，实现三电平中的±0.5Udc电平。
5.根据权利要求1所述一种异构二极管钳位式的三电平整流器，其特征在于：所述开关管S1、S2、S3、S4为绝缘栅型双极晶体管IGBT、或者电力场效应管MOSFET。
6.根据权利要求1或5所述一种异构二极管钳位式的三电平整流器，其特征在于：所述开关管S1、S2、S3、S4均反向并联了二极管。
7.根据权利要求1-5所述任意一种异构二极管钳位式的三电平整流器，其特征在于：包括以下6种工作模式：
(1)工作模式一：
电路工作在电网电压正半周期，该工作模式下电网电压ug>0V，电压UaN＝0V；开关管S1导通、开关管S4体二极管导通，二极管D4导通，其余半导体器件均关断；此时，电网电流ig流经电感L1、开关管S1、二极管D4、关管S4体二极管，实现0电平状态；交流电源ug对电感L1充电，电感L1储能，其电流iL1线性增加；同时，电容C1、C2放电对负载RL供电；
(2)工作模式二：
电路工作在电网电压正半周期，该工作模式下电网电压ug>0V，UaN＝Udc/2；开关管S3导通、S2体二极管导通，二极管D1、D5导通，其余半导体器件均关断；电网电流ig于电感L1、L2处分流，分别经过二极管D1、开关管S2体二极管后合流通过电容C1、二极管D5、开关管S3，形成回路，实现Udc/2电平状态；同时，电容C1、C2与负载RL形成另一条回路；此时，电感L1、L2放电对电容C1充电，电容C2对负载RL供电；当电网电压ug>Udc/2时，电感L1充电，其电流iL1增大；当电网电压ug<Udc/2时，电感L1放电，其电流iL1减小；
(3)工作模式三：
电路工作在电网电压正半周期，该工作模式下电网电压ug>0V，UaN＝Udc；该模态下开关管S2体二极管、S4体二极管导通，二极管D1、D4导通，其余半导体器件均关断；电网电流ig于电感L1、L2处分流，分别经二极管D1、开关管S2体二极管后合流，在p点处再次分流；一部电流分经电容C1、C2对其充电，另外一部分向负载RL供电；最后经二极管D4、开关管S4体二极管，实现+Udc电平状态；此时，电感L1、L2放电，其电流iL1、iL2减小；
(4)工作模式四：
电路工作在电网电压负半周期，该工作模式下电网电压ug<0V，UbN＝0V；该模态下开关管S2导通、S3体二极管导通，二极管D3导通，其余半导体器件均关断；此时，电网电流ig经开关管S3体二极管、二极管D3、开关管S2、电感L2，实现0电平状态；交流电源ug对电感L2充电，电感L2储能，其电流iL2线性增加；同时，电容C1、C2与负载RL形成回路，并对负载RL供电；
(5)工作模式五：
电路工作在电网电压负半周期，该工作模式下电网电压ug<0V，UbN＝-Udc/2；开关管S4导通、S1体二极管导通，二极管D2、D6导通，其余半导体器件均关断；电网电流ig经开关管S4、二极管D6、电容C2，在m点与直流侧电流idc合流；此后于S1体二极管、二极管D2分流，分别经电感L1、L2后再次合流，实现-Udc/2电平状态；同时，电容C1、C2与负载RL形成回路；此时，电感L1、L2放电对电容C2充电，电容C1对负载RL供电；当电网电压幅值︱ug︱>Udc/2时，电感L2充电，其电流iL2增大；当电网电压幅值︱ug︱<Udc/2时，电感L2放电，其电流iL2减小；
(6)工作模式六：
电路工作在电网电压负半周期，该工作模式下电网电压ug<0，UbN＝-Udc；该模态下开关管S1体二极管、S3体二极管导通，二极管D2、D3导通，其余半导体器件均关断；电网电流ig经开关管S3体二极管、二极管D3在p点处分流；一部电流分经电容C1、C2对其充电，另外一部分向负载RL供电；经m点合流后在开关管S1体二极管、二极管D2分别经电感L1、L2后合流，实现-Udc电平状态；此时，电感L1、L2放电，其电流iL1、iL2减小。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113437884A (zh) * 2021-06-28 2021-09-24 三峡大学 基于并联式二极管钳位双向开关的三电平整流器
CN113839574A (zh) * 2021-10-15 2021-12-24 国网安徽省电力有限公司亳州供电公司 一种用于手持电动摇把充电的三电平电路
CN114884388A (zh) * 2022-04-02 2022-08-09 国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司 一种适用单相交直流混合微电网的三电平伪图腾柱式变流器

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070279955A1 (en) * 2006-05-30 2007-12-06 Delta Electronics, Inc. Bridgeless pfc converter with low common-mode noise and high power density
CN101183836A (zh) * 2007-11-16 2008-05-21 南京航空航天大学 双升压式能馈型pwm整流电路
CN102843056A (zh) * 2012-09-07 2012-12-26 阳光电源股份有限公司 一种单相五电平逆变器
CN204681264U (zh) * 2015-06-02 2015-09-30 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥pfc开关电源电路
CN105790614A (zh) * 2016-04-07 2016-07-20 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥pfc开关电源电路
CN205610494U (zh) * 2016-04-07 2016-09-28 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥pfc开关电源电路
US20170214314A1 (en) * 2015-10-03 2017-07-27 Ionel Jitaru Ideal switch bridgeless pfc
CN109217652A (zh) * 2018-10-29 2019-01-15 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥功率因数校正电路的控制方法
CN111030440A (zh) * 2019-12-13 2020-04-17 三峡大学 基于混合h桥的单相两管五电平整流器
EP3748831A1 (fr) * 2019-06-07 2020-12-09 Valeo Siemens eAutomotive France SAS Un convertisseur et son systeme de controle de courant

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070279955A1 (en) * 2006-05-30 2007-12-06 Delta Electronics, Inc. Bridgeless pfc converter with low common-mode noise and high power density
CN101183836A (zh) * 2007-11-16 2008-05-21 南京航空航天大学 双升压式能馈型pwm整流电路
CN102843056A (zh) * 2012-09-07 2012-12-26 阳光电源股份有限公司 一种单相五电平逆变器
CN204681264U (zh) * 2015-06-02 2015-09-30 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥pfc开关电源电路
US20170214314A1 (en) * 2015-10-03 2017-07-27 Ionel Jitaru Ideal switch bridgeless pfc
CN105790614A (zh) * 2016-04-07 2016-07-20 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥pfc开关电源电路
CN205610494U (zh) * 2016-04-07 2016-09-28 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥pfc开关电源电路
CN109217652A (zh) * 2018-10-29 2019-01-15 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥功率因数校正电路的控制方法
EP3748831A1 (fr) * 2019-06-07 2020-12-09 Valeo Siemens eAutomotive France SAS Un convertisseur et son systeme de controle de courant
CN111030440A (zh) * 2019-12-13 2020-04-17 三峡大学 基于混合h桥的单相两管五电平整流器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113437884A (zh) * 2021-06-28 2021-09-24 三峡大学 基于并联式二极管钳位双向开关的三电平整流器
CN113437884B (zh) * 2021-06-28 2023-12-19 三峡大学 基于并联式二极管钳位双向开关的三电平整流器
CN113839574A (zh) * 2021-10-15 2021-12-24 国网安徽省电力有限公司亳州供电公司 一种用于手持电动摇把充电的三电平电路
CN114884388A (zh) * 2022-04-02 2022-08-09 国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司 一种适用单相交直流混合微电网的三电平伪图腾柱式变流器
CN114884388B (zh) * 2022-04-02 2024-05-28 国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司 一种适用单相交直流混合微电网的三电平伪图腾柱式变流器

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Application publication date: 20210528

Assignee: Hubei Zhikan Technology Co.,Ltd.

Assignor: CHINA THREE GORGES University

Contract record no.: X2023980043945

Denomination of invention: A heterogeneous diode clamped three-level rectifier

Granted publication date: 20220520

License type: Common License

Record date: 20231024