【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子电路，具体涉及一种适用于充电桩前级的混合t形无桥三电平整流器。
技术介绍
1、随着新能源汽车的保有率越来越高，电动汽车充电桩的研究也越来越广泛。直流充电桩电路一般采用前级ac-dc电路与后级dc-dc电路级联，其功率密度和效率都较低。前级ac-dc电路一般采用两电平结构，电路体积较大，工作频率高，因此其thd较高、工作效率较低、体积难以降低。相较于直流充电桩中两电平ac-dc电路，三电平ac-dc电路能以较低工作频率工作且电路交流侧thd较低、开关损耗低、电压压力低等优点，因此，适用于电动汽车充电桩前级电路。针对上述充电桩前级两电平ac-dc电路thd较高、工作效率较低、体积难以降低等问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是前级两电平ac-dc电路thd较高、工作效率较低、体积难以降低，目的在于提供一种适用于充电桩前级的混合t形无桥三电平整流器，通过二极管d2、开关管s2和开关管s4连接构成混合t形结构，混合t形结构与开关管s3连接构成三电平钳位桥臂结构，二极管d1、二极管d2、开关管s1、开关管s2、开关管s3与电感l支路连接构成无桥结构。开关管s1、开关管s2与开关管s3、开关管s4正负半周期对称导通，使得电路工作时更容易控制；电路工作频率低，提高开关管寿命，使得开关损耗更小。同时，相较于充电桩前级两电平ac-dc电路具有输入thd低、效率高、电压应力低、功率密度高的优势。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、本专
4、所述二极管d2、开关管s2和开关管s4连接构成混合t形结构；
5、所述混合t形结构与开关管s3连接构成三电平钳位桥臂结构；
6、所述二极管d1、二极管d2、开关管s1、开关管s2、开关管s3与电感l支路连接构成无桥结构；
7、所述交流电源ug与电感l连接进行充放电；
8、所述电容c1和电容c2串联形成直流母线，每个电容承受直流母线电压udc的一半；
9、所述开关管s4连接在电容c1和电容c2之间。
10、进一步的，所述电感l、二极管d1阳极以及开关管s1漏极连接，形成节点a；
11、所述交流电源ug一侧与电感l相连，交流电源ug另一侧与开关管s2源极以及开关管s3漏极相连，形成节点b；
12、所述二极管d1、二极管d2阴极、电容c1正极以及直流侧负载rl正极连接，形成节点p；
13、所述开关管s1、开关管s3源极、电容c2负极以及直流侧负载rl负极连接，形成节点m；
14、开关管s4源极与电容c1、c2相连，形成节点n；
15、二极管d2阳极与开关管s2、s4漏极相相连，形成节点o。
16、进一步的，所述开关管s1、开关管s2、开关管s3和开关管s4均为全控型功率器件。
17、进一步的，所述整流器工作时，在一个工频周期内包括至少六种工作模式。
18、进一步的，工作模式包括：电路工作在交流电源正半周期；
19、节点a与节点b间电压uab＝0；
20、开关管s1导通，开关管s3体二极管导通，其余有源器件均关断；
21、交流电源ug对电感l充电，电感l储能；
22、电容c1和电容c2放电对负载rl供电。
23、进一步的，工作模式包括：电路工作在交流电源正半周期；
24、节点a与节点b间电压uab＝udc/2；
25、二极管d1导通，开关管s2导通，s4体二极管导通，其余有源器件均关断；
26、电感l放电对电容c1充电，电容c2对负载rl供电。
27、进一步的，工作模式包括：电路工作在交流电源正半周期；
28、节点a与节点b间电压uab＝udc；
29、二极管d1导通，开关管s3体二极管导通，其余有源器件均关断；
30、电感l放电，一部分电流对电容c1和电容c2充电，另外一部分向负载rl供电。
31、进一步的，工作模式包括：电路工作在交流电源负半周期；
32、节点a与节点b间电压uab＝0；
33、开关管s3导通，开关管s1体二极管导通，其余有源器件均关断；
34、交流电源ug对电感l充电，电感l储能；
35、电容c1和电容c2对负载rl供电。
36、进一步的，工作模式包括：电路工作在交流电源负半周期；
37、节点a与节点b间电压uab＝-udc/2；
38、开关管s2体二极管导通，开关管s4导通，开关管s1体二极管导通，其余有源器件均关断；
39、电感l放电对电容c2充电，电容c1对负载rl供电。
40、进一步的，工作模式包括：电路工作在交流电源负半周期；
41、节点a与节点b间电压uab＝-udc；
42、开关管s2体二极管导通，二极管d2导通，开关管s1体二极管导通，其余有源器件均关断；
43、电感l放电，一部分电流对电容c1和电容c2充电，另外一部分向负载rl供电。
44、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
45、1、通过二极管d2、开关管s2和开关管s4连接构成混合t形结构，混合t形结构与开关管s3连接构成三电平钳位桥臂结构，二极管d1、二极管d2、开关管s1、开关管s2、开关管s3与电感l支路连接构成无桥结构。开关管s1、开关管s2与开关管s3、开关管s4正负半周期对称导通，使得电路工作时更容易控制；电路工作频率低，提高开关管寿命，使得开关损耗更小。同时，相较于充电桩前级两电平ac-dc电路具有输入thd低、效率高、电压应力低、功率密度高的优势。
46、2、采用双向开关管结构单元，双向开关由开关管s3和开关管s4组成，其主要作用在于实现±0.5udc电压流通路径，拓扑具有升压、整流、三电平功率因数校正的特点；
47、3、本专利技术在单位功率因数校正拓扑结构中，在变换器拓扑中具有升压电路单元，具有天然的升压特点。另外，拓扑结构中不存在多个半导体元件串联支路，部分器件损坏后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；
48、4、本专利技术拓扑采用三电平结构，该结构具有部分器件电压应力减半特点，一定程度上延长了开关管的使用寿命及开关管成本；
49、5、本专利技术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二极管处于导通状态，一定程度上减小了导通损耗；另外，开关管s1、开关管s2与开关管s3、开关管s4正负半周期对称导通，控制复杂程度进一步减小。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种适用于充电桩前级的混合T形无桥三电平整流器，其特征在于，包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、二极管D1、二极管D2、交流电源ug、电感L、电容C1和电容C2；
2.根据权利要求1所述的适用于充电桩前级的混合T形无桥三电平整流器，其特征在于，所述电感L、二极管D1阳极以及开关管S1漏极连接，形成节点a；
3.根据权利要求1所述的适用于充电桩前级的混合T形无桥三电平整流器，其特征在于，所述开关管S1、开关管S2、开关管S3和开关管S4均为全控型功率器件。
4.根据权利要求1-3任一所述的适用于充电桩前级的混合T形无桥三电平整流器，其特征在于，所述整流器工作时，在一个工频周期内包括至少六种工作模式。
5.根据权利要求4所述的适用于充电桩前级的混合T形无桥三电平整流器，其特征在于，工作模式包括：电路工作在交流电源正半周期；
6.根据权利要求4所述的适用于充电桩前级的混合T形无桥三电平整流器，其特征在于，工作模式包括：电路工作在交流电源正半周期；
7.根据权利要求4所述的适用于充电桩前级的混合T
8.根据权利要求4所述的适用于充电桩前级的混合T形无桥三电平整流器，其特征在于，工作模式包括：电路工作在交流电源负半周期；
9.根据权利要求4所述的适用于充电桩前级的混合T形无桥三电平整流器，其特征在于，工作模式包括：电路工作在交流电源负半周期；
10.根据权利要求4所述的适用于充电桩前级的混合T形无桥三电平整流器，其特征在于，工作模式包括：电路工作在交流电源负半周期；
...【技术特征摘要】
1.一种适用于充电桩前级的混合t形无桥三电平整流器，其特征在于，包括开关管s1、开关管s2、开关管s3、开关管s4、二极管d1、二极管d2、交流电源ug、电感l、电容c1和电容c2；
2.根据权利要求1所述的适用于充电桩前级的混合t形无桥三电平整流器，其特征在于，所述电感l、二极管d1阳极以及开关管s1漏极连接，形成节点a；
3.根据权利要求1所述的适用于充电桩前级的混合t形无桥三电平整流器，其特征在于，所述开关管s1、开关管s2、开关管s3和开关管s4均为全控型功率器件。
4.根据权利要求1-3任一所述的适用于充电桩前级的混合t形无桥三电平整流器，其特征在于，所述整流器工作时，在一个工频周期内包括至少六种工作模式。
5.根据权利要求4所述的适用于充电桩前级的混合t形无桥三电平整流器...
【专利技术属性】
技术研发人员：敬成，杨力，何开忠，唐春林，黄舰，甘静，符博，刘莉玲，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司广元供电公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。