【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种单相多电平整流器，特别是一种单相单管非对称h桥七电平整流器。
技术介绍
1、随着电子设备的普及和发展，在市电等级应用领域中，通常采用的是两电平变流器拓扑结构，然而传统的单相两电平整流电路在正常工作时输出电压波动较大，容易引起负载工作不稳定，对负载设备造成不利影响。为了提高电能质量和降低电磁干扰，多电平整流技术成为了发展的方向。通过使用多电平整流技术，可以提高设备的电能转换效率，减少能量损耗，为工业生产提供更可靠的电力支持。通过控制多电平整流器的电压输出，可以实现对电力电子设备供电电压的调节和稳定，对于保证电力电子设备的正常工作，提高设备的稳定性具有重要意义。多电平整流技术相对于传统的两电平整流技术具有更高的系统效率、更高的电能质量、更低的谐波含量、更高的可靠性和更强的适应性。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种单相单管非对称h桥七电平整流器，该七电平整流器采用嵌入式结构，可以实现更好的电流和电压分配，减少了二极管的负载压力，从而提高整流器的可靠性。该七电平整流器可以产生七个不同电平的直流输出，相比于传统两电平整流器，可以更好地滤除交流电中的谐波；从而减小谐波失真，提供更加稳定和高效的电力转换。
2、本专利技术采取的技术方案为：
3、一种单相单管非对称h桥七电平整流器，该整流器包括：
4、交流电源ug，电感l，二极管d1～d7，开关管s1～s5，电容c1、电容c2、电容c3；
5、交流电源ug一侧连接接地端，交流电源
6、开关管s1的漏极分别连接开关管s2的漏极、二极管d2的阴极，其连接点构成节点c；
7、二极管d1的阳极分别连接二极管d3的阳极、开关管s3的源极，其连接点构成节点d；
8、二极管d2的阳极、二极管d3的阴极均连接接地端，其连接点构成节点b；
9、开关管s2的源极分别连接开关管s3的漏极、开关管s4的源极、开关管s5的漏极、二极管d5的阳极、二极管d6的阴极，其连接点构成节点o；
10、开关管s4的漏极连接二极管d4的阴极；二极管d4的阳极分别连接二极管d5的阴极、电容c1的负极、电容c2的正极，其连接点构成节点e；
11、开关管s5的源极连接二极管d7的阳极；二极管d7的阴极分别二极管d6的阳极、电容c2的负极、电容c3的正极，其连接点构成节点f；
12、电容c1的正极与负载rl的一端相连，其连接点构成节点p，节点p连接节点c；
13、电容c3的负极与负载rl的另一端相连，其连接点构成节点m，节点m连接节点d。
14、所述七电平整流器的整流桥中四个二极管d1、d2、d3、d4均替换成含有反并联二极管的mosfet、或者igbt、或者igct的开关管，可以提高整流效率、减小功耗和电压损耗，同时具有较好的可控性、逆向阻断能力和散热性能。
15、所述七电平整流器中，开关管s4，二极管d4、d5和开关管s5，二极管d6、d7分别连接构成两个器件单元，并与电容c1、c2、c3组成直流侧输出单元。
16、所述七电平整流器中，开关管s2、s3串联后并在二极管桥臂d2、d3两侧，其中点与两器件单元中点相连，构成嵌入式单元。
17、所述七电平整流器，包括8种工作模态：
18、模态1：开关管s1、s2、s3、s4、s5全部关断，电流流经电感l，开关管s1的反并联二极管，电容c1、c2、c3，二极管d3后返回电源ug；此时电感l与电源ug同时向电容c1、c2、c3充电，并提供负载电流idc，电感电流线性减小，电压uab＝u1+u2+u3＝+udc；
19、模态2：开关管s1、s2、s4、s5全部关断，s3导通，电流流经电感l，开关管s1的反并联二极管，电容c1、c2，二极管d6，开关管s3，二极管d3后返回电源ug；此时电感l与电源ug同时向电容c1、c2充电，电容c3提供负载电流idc，电感电流线性减小，电压uab＝u1+u2＝+2/3udc；
20、模态3：开关管s1、s2、s5全部关断，s3、s4导通，电流流经电感l，开关管s1的反并联二极管，电容c1，二极管d4，开关管s3、s4，二极管d3后返回电源ug；此时电感l与电源ug同时向电容c1充电，电容c2、c3同时提供负载电流idc，电感电流继续线性减小，电压uab＝u1＝+1/3udc；
21、模态4：开关管s1、s4、s5全部关断，s2、s3导通，电流流经电感l，开关管s1的反并联二极管，开关管s2、s3，二极管d3后返回电源ug；此时电源ug向电感l充电，电感电流线性增加，电容c1、c2、c3同时提供负载电流idc，电压uab＝0；
22、模态5：开关管s2、s3、s4、s5全部关断，s1导通，电流流经二极管d2，开关管s1，电感l后返回电源ug；此时电源ug向电感l充电，电感电流线性增加，电容c1、c2、c3同时提供负载电流idc，电压uab＝0；
23、模态6：开关管s1、s3、s4全部关断，s2、s5导通，电流流经二极管d2，开关管s2、s5，二极管d7，电容c3，二极管d1，电感l后返回电源ug；此时电源ug与电感l向电容c3充电，电感电流线性减小，电容c1、c2同时提供负载电流idc，电压uab＝u1＝-1/3udc；
24、模态7：开关管s1、s3、s4、s5全部关断，s2导通，电流流经二极管d2，开关管s2，二极管d5，电容c2、c3，二极管d1，电感l后返回电源ug；此时电源ug与电感l向电容c2、c3充电，电感电流线性减小，电容c1提供负载电流idc，电压uab＝u2+u3＝-2/3udc；
25、模态8：开关管s1、s2、s3、s4、s5全部关断，电流流经二极管d2，电容c1、c2、c3，二极管d1，电感l后返回电源ug；此时电源ug与电感l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idc，电压uab＝u1+u2+u3＝-udc。
26、8种工作模态中，电容电压u1＝u2＝u3＝1/3udc。
27、本专利技术一种单相单管非对称h桥七电平整流器，有益效果如下：
28、1)本专利技术整流器电路本身具有升压、整流功能，直流侧三个等值电容采用同向串级方式实现七电平电路，功率器件电压应力低，可以选择价格低廉的开关器件，节约成本。
29、2)本专利技术采用嵌入式结构，使得整流器能够根据工作条件和电能质量需求进行动态调整，提高了整流器的通用性。
30、3)本专利技术的七电平整流电路，相比于传统两电平整流电路，有利于减少谐波产生，提高功率传输效率，提高电流波形质量。
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1.一种单相单管非对称H桥七电平整流器，其特征在于,该整流器包括：
2.根据权利要求1所述一种单相单管非对称H桥七电平整流器，其特征在于：所述七电平整流器的整流桥中四个二极管D1、D2、D3、D4均替换成含有反并联二极管的MOSFET、或者IGBT、或者IGCT的开关管。
3.根据权利要求1所述一种单相单管非对称H桥七电平整流器，其特征在于：所述七电平整流器中，开关管S4，二极管D4、D5和开关管S5，二极管D6、D7分别连接构成两个器件单元，并与电容C1、C2、C3组成直流侧输出单元。
4.根据权利要求3所述一种单相单管非对称H桥七电平整流器，其特征在于：所述七电平整流器中，开关管S2、S3串联后并在二极管桥臂D2、D3两侧，其中点与两器件单元中点相连，构成嵌入式单元。
5.如权利要求1～4所述任意一项单相单管非对称H桥七电平整流器，其特征在于：所述七电平整流器，包括8种工作模态：
6.根据权利要求5所述一种单相单管非对称H桥七电平整流器，其特征在于：8种工作模态中，电容电压U1＝U2＝U3＝1/3Udc。
【技术特征摘要】
1.一种单相单管非对称h桥七电平整流器，其特征在于,该整流器包括：
2.根据权利要求1所述一种单相单管非对称h桥七电平整流器，其特征在于：所述七电平整流器的整流桥中四个二极管d1、d2、d3、d4均替换成含有反并联二极管的mosfet、或者igbt、或者igct的开关管。
3.根据权利要求1所述一种单相单管非对称h桥七电平整流器，其特征在于：所述七电平整流器中，开关管s4，二极管d4、d5和开关管s5，二极管d6、d7分别连接构成两个器件单元，并与电容c1、c2、...
【专利技术属性】
技术研发人员：马辉，刘慧群，李文静，杨家星，陈伟涛，陈国芳，余本领，赵军波，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：
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