反激高頻隔離式三電平逆變器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種反激高頻隔離式三電平逆變器。該逆變器的電路結(jié)構(gòu)由輸入直流電源、輸入濾波器、高頻隔離式反激三電平變換單元、周波變換器、輸出濾波器和交流負(fù)載構(gòu)成；本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)將不穩(wěn)定、劣質(zhì)的直流電壓變換為所需要的穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的正弦交流電壓的功能。通過改變高頻隔離式反激三電平變換單元和周波變換器的類型，可以得到單管反激型、雙管反激型、半橋反激型、全橋反激型高頻隔離三電平逆變器的電路拓?fù)渥?。本?shí)用新型具有電路拓?fù)浜啙崱㈦p向功率流兩級變換、功率開關(guān)管電壓應(yīng)力小、輸出濾波器前端電壓頻譜特性好、輸出濾波器體積小、負(fù)載適應(yīng)能力強(qiáng)等良好特點(diǎn)，適用于高電壓輸入場合。
【專利說明】反激高頻隔離式三電平逆變器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力電子變換【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種反激高頻隔離式三電平逆變器。

【背景技術(shù)】
[0002]DC-AC變換技術(shù)是應(yīng)用功率半導(dǎo)體器件，將直流電能轉(zhuǎn)換成恒壓恒頻交流電能的一種靜止變流技術(shù)，供交流負(fù)載使用，廣泛地應(yīng)用于國防、工礦企業(yè)、科研院所、大學(xué)實(shí)驗(yàn)室和日常生活中。
[0003]迄今為止，國內(nèi)外電力電子研究人員對于直一交變換器的研究，主要集中在非電氣隔離式、低頻和高頻電氣隔離式等兩電平直一交變換器；對于多電平變換器的研究，主要集中在多電平直-直、交-交和交-直變換器，而對于多電平直一交變換器的研究則非常少，且僅僅局限于非隔離式、低頻或中頻隔離式多電平直一交變換器，對高頻隔離式多電平兩級功率變換的逆變器研究卻比較少。
[0004]自從德國學(xué)者Holtz首次提出了利用開關(guān)管來輔助中點(diǎn)箝位的三電平逆變器主電路，日本的A Nabae等人對其進(jìn)行了發(fā)展，提出了二極管箝位式多電平逆變電路。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，多電平逆變技術(shù)目前主要有三類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):(I) 二極管箝位型逆變器、(2)飛跨電容箝位型逆變器、(3)級聯(lián)型多電平逆變器。Mr.ESPELAGE于1977年提出了高頻鏈逆變技術(shù)的新概念，利用高頻變壓器代替?zhèn)鹘y(tǒng)低頻環(huán)節(jié)逆變技術(shù)中的工頻變壓器，克服了低頻逆變技術(shù)的缺點(diǎn)，顯著提高了逆變器的特性，必將取代低頻環(huán)節(jié)逆變器，得到廣泛應(yīng)用。
[0005]近十年來，圍繞高頻環(huán)節(jié)逆變技術(shù)，國內(nèi)外學(xué)者做了大量的研究工作，取得了不少有價值的研究成果。1998年浙江大學(xué)黃敏超博士提出了基于buck-boost (反激)變換器的電流源高頻鏈逆變器電路結(jié)構(gòu)，包括單管單向、單管雙向、推挽、半橋及全橋式拓?fù)?，該系列反激逆變器具有拓?fù)浜啙?、兩級功率變換、變換效率高、可靠性高、輸出只需電容濾波等優(yōu)點(diǎn)。但是它們均為兩電平逆變器，由于拓?fù)涞南拗?，其開關(guān)管電壓與電流應(yīng)力均比較大，輸出容量小，不能應(yīng)用在高電壓大功率電能變換場合。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有兩級功率變換(直流DC-高頻交流HFAC-低頻交流LFAC)、雙向功率流、輸出濾波器前端電壓頻譜特性好、高功率密度、降低開關(guān)器件的電壓應(yīng)力、輸出濾波器體積小、能夠?qū)崿F(xiàn)交流負(fù)載與直流電源高頻電氣隔離的反激高頻隔離式三電平逆變器。
[0007]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案為:
[0008]一種反激高頻隔離式三電平逆變器，由依次連接的輸入直流電源單元、輸入濾波器、高頻隔離式反激三電平變換單元、周波變換器、輸出濾波器和交流負(fù)載構(gòu)成，其中:
[0009]輸入直流電源單元與輸入濾波器一端連接，輸入濾波器另一端與高頻隔離式反激三電平變換單元一端連接，高頻隔離式反激三電平變換單元另一端經(jīng)過高頻隔離式變壓器與周波變換器一端連接，周波變換器另一端與輸出濾波器一端連接，輸出濾波器另一端與交流負(fù)載連接。
[0010]作為可選的實(shí)施方式，反激高頻隔離式三電平逆變器可采用單管反激型拓?fù)洹㈦p管反激型拓?fù)?、半橋反激型拓?fù)?、全橋反激型拓?fù)渲械囊环N。
[0011]以單管反激型拓?fù)錇槔?，根?jù)本實(shí)用新型的公開，反激高頻隔離式三電平逆變器由依次連接的輸入直流電源、輸入濾波器、高頻隔離式反激三電平變換單元、周波變換器、輸出濾波器和交流負(fù)載構(gòu)成；其中:輸入直流電源單兀與輸入濾波器一端連接，輸入濾波器另一端與高頻隔離式反激三電平變換單元一端連接，高頻隔離式反激三電平變換單元另一端與周波變換器一端連接，周波變換器另一端與輸出濾波器一端連接，輸出濾波器另一端與輸出交流負(fù)載連接。即輸入直流電源的正極與第一輸入濾波電容的正極相連，輸入直流電源的負(fù)極與第二輸入濾波電容的負(fù)極相連；所述的輸入濾波器由第一輸入濾波電容和第二輸入濾波電容構(gòu)成；第一輸入濾波電容的負(fù)極與第二輸入濾波電容的正極相連；所述單管反激高頻隔離三電平變換單元由第一功率開關(guān)管、第二功率開關(guān)管、第一二極管、第二二極管、第三二極管、高頻隔離式變壓器第一原邊繞組、高頻隔離變壓器第一副邊繞組、高頻隔離變壓器第二副邊繞組構(gòu)成；第一功率開關(guān)管的漏極與第一輸入濾波電容的正極相連，第一二極管反并聯(lián)于第一功率開關(guān)管的兩端，即第一二極管的陰極與第一功率開關(guān)管的漏極連接，第一二極管的陽極與第一功率開關(guān)管的源極連接，第三二極管陽極與第一輸入濾波電容的負(fù)極、第二輸入濾波電容的正極相連，第三二極管的陰極與第一功率開關(guān)管的源極相連，高頻隔離式變壓器第一原邊繞組的同名端與第一功率開關(guān)管的源極、第三二極管的陰極相連，第二功率開關(guān)管的漏極與高頻隔離變壓器第一原邊繞組的非同名端相連，第二二極管反并聯(lián)于第二功率開關(guān)管的兩端，即第二二極管的陰極與第二功率開關(guān)管的漏極連接，第二二極管的陽極與第二功率開關(guān)管的源極連接，第二功率開關(guān)管的源極與第二輸入濾波電容的負(fù)極相連，高頻隔離變壓器第一副邊繞組的同名端與高頻隔離變壓器第二副邊繞組的非同名端相連。所述全波式周波變換器由第一雙向功率開關(guān)管和第二雙向功率開關(guān)管構(gòu)成；所述的第一雙向功率開關(guān)管和第二雙向功率開關(guān)管都是由兩個單個的功率開關(guān)管反向串聯(lián)而構(gòu)成承受正向、反向的電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力的開關(guān)，具有雙向阻斷功能；第一雙向功率開關(guān)管包括第三功率開關(guān)管、第四功率開關(guān)管、第四二極管、第五二極管，第二雙向功率開關(guān)管包括第五功率開關(guān)管、第六功率開關(guān)管、第六二極管，第七二極管;第一雙向功率開關(guān)管的一端與高頻隔離變壓器第一副邊繞組的非同名端相連，第二雙向功率開關(guān)管的一端與高頻隔離變壓器第二副邊繞組的同名端與相連，第二雙向功率開關(guān)管的另一端與第一雙向功率開關(guān)管的另一端連接；第三功率開關(guān)管的漏極和第四二極管的陰極相連作為第一雙向功率開關(guān)管的一端，第四功率開關(guān)管的漏極和第五二極管的陰極相連作為第一雙向功率開關(guān)管的另一端，第三功率開關(guān)管的源極、第四功率開關(guān)管的源極、第四二極管的陽極、第五二極管的陽極連接在一起，第五功率開關(guān)管的漏極和第六二極管的陰極相連作為第二雙向功率開關(guān)管的一端，第六功率開關(guān)管的漏極和第七二極管的陰極相連作為第二雙向功率開關(guān)管的另一端，第五功率開關(guān)管的源極、第六功率開關(guān)管的源極、第六二極管的陽極、第七二極管的陽極連接在一起。所述輸出濾波器包含輸出濾波電容；輸出濾波電容的正極與第四功率開關(guān)管的漏極、第五二極管的陰極、第六功率開關(guān)管的漏極、第七二極管的陰極連接，輸出濾波電容的負(fù)極與高頻隔離變壓器第一副邊繞組的同名端、高頻隔離變壓器第二副邊繞組的非同名端連接。所述輸出交流負(fù)載包含交流負(fù)載，交流負(fù)載的正極與輸出濾波電容的正極相連，交流負(fù)載的負(fù)極與輸出濾波電容的負(fù)極相連。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的顯著優(yōu)點(diǎn)在于:
[0013](I)將箝位型多電平拓?fù)涞臉?gòu)造思路運(yùn)用于傳統(tǒng)Buck — boost型(反激型)逆變器中。并在輸入直流電源與交流負(fù)載中插入高頻隔離變壓器，實(shí)現(xiàn)了輸入側(cè)與負(fù)載側(cè)的電氣隔離，高頻隔離變壓器的使用實(shí)現(xiàn)了變換器的小型化、輕量化，提高了變換器的效率。
[0014](2)與其他拓?fù)湫问侥孀兤飨啾?，反激型逆變器具有拓?fù)浜啙嵼敵鰹V波器體積小(只需電容濾波)、轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)的“雙向反激型高頻環(huán)節(jié)逆變器”相比，本實(shí)用新型在輸出濾波電感前端能夠得到三電平，從而減小了功率開關(guān)管的電壓應(yīng)力，拓寬了功率開關(guān)管的選擇范圍，濾波電容值更小，適用于高電壓輸入場合。在民用、工業(yè)、國防等要求電氣隔離的高壓大容量逆變場合，采用本實(shí)用新型的逆變拓?fù)涫潜容^理想的逆變電源解決方案。
[0015](3)本實(shí)用新型具有功率變換級數(shù)少(直流DC-高頻交流HFAC-低頻交流LFAC)，雙向功率流，在一個輸出交流周期內(nèi)高頻隔離變壓器磁芯被雙向磁化，變壓器磁芯的利用率高，輸出濾波器前端電壓頻譜特性好等優(yōu)點(diǎn)，因而提高變換效率和功率密度、減小體積和重量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型反激高頻隔離式三電平逆變器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型單管反激高頻隔離式三電平逆變器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型雙管反激高頻隔離式三電平逆變器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型半橋反激高頻隔離式三電平逆變器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖5為本實(shí)用新型全橋反激高頻隔離式三電平逆變器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]本實(shí)用新型反激高頻隔離式三電平逆變器的基本工作原理如下:本逆變器可以采用有源箝位的脈沖調(diào)制(SPWM)斬波的控制方式。當(dāng)不穩(wěn)定的高壓輸入直流電源U向交流負(fù)載A傳遞功率時，直流輸入電壓經(jīng)過輸入濾波器濾波分壓后能夠得到兩種電平(+U、+U/2)，高頻隔離變壓器將直流電壓能量變換成脈動的電流能量儲存在儲能式變壓器中，周波變換器將此高頻脈動的電流低頻解調(diào)，經(jīng)濾波后得到低頻交流電，供電給負(fù)載；負(fù)載向輸入電源回饋能量時，周波變換器工作在調(diào)制狀態(tài)，反激高頻隔離式三電平變換單元工作在整流狀態(tài)。此逆變器具有四象限工作能力，因此可以帶感性、容性、阻性和整流性負(fù)載，此逆變器的控制電路可根據(jù)交流負(fù)載的性質(zhì)進(jìn)行調(diào)整，從而在輸出端得到穩(wěn)定或可調(diào)的電壓。
[0022]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0023]總體來說，結(jié)合附圖1，本實(shí)用新型提出的反激高頻隔離式三電平逆變器，由依次連接的輸入直流電源1、輸入濾波器2、高頻隔離式反激三電平變換單元3、周波變換器4、輸出濾波器5和交流負(fù)載5構(gòu)成。該變換器將不穩(wěn)定的高壓直流電變換成穩(wěn)定或可調(diào)的正弦電，并減少功率變換級數(shù)，實(shí)現(xiàn)高頻電氣隔離，適用于高壓直一交變換場合。
[0024]如圖1所不,輸入直流電源I的正極與第一輸入濾波電容Cl正極相連,輸入直流電源I負(fù)極與第二輸入濾波電容C2負(fù)極相連，輸入濾波電容2的另一一端與高頻隔離式反激變換單元3相連，高頻隔離式反激變換單元3由數(shù)個反并聯(lián)有二極管的功率開關(guān)管和兩個或四個鉗位二極管及高頻儲能式變壓器構(gòu)成，將輸入直流電壓調(diào)制成高頻脈動的電流能量，高頻隔離式反激變換單元3另一端與周波變換器4相連，周波變換器4由一個或兩個雙向開關(guān)管構(gòu)成，主要將高頻脈動電流低頻解調(diào)，經(jīng)輸出濾波電容濾波后輸出給交流負(fù)載，周波變換器4的另一端與輸出濾波器5相連，交流負(fù)載并聯(lián)于輸出濾波器兩端。相對傳統(tǒng)反激逆變器，由于引入了三電平技術(shù)，主功率開關(guān)管所承受的電壓應(yīng)力為兩電平模式下的一半，適用于高壓輸入的大功率場合。
[0025]本實(shí)用新型所提出的具有上述電路結(jié)構(gòu)的反激高頻隔離式三電平逆變器通過改變輸入濾波器、高頻隔離式反激三電平變換單元和周波變換器的結(jié)構(gòu)可以得到不同的電路拓?fù)渥澹▎喂芊醇な?、雙管反激式、半橋反激式和全橋反激式四種電路拓?fù)?，該電路拓?fù)渥逯械乃型負(fù)渚哂邢嗤亩O管鉗位結(jié)構(gòu)和高頻電氣隔離，同時也有部分不同，單管式、雙管式和全橋式具有相同的輸入濾波器，雙管式、半橋式和全橋式具有相同周波變換器，單管式和雙管式高頻隔離變壓器具有三個繞組，半橋式和全橋式高頻隔離變壓器具有兩個繞組。
[0026]其中，單管反激型高頻隔離式三電平逆變器拓?fù)淙鐖D2所示。其具體電路如下:依次連接的輸入直流電源1、輸入濾波器2、單管反激高頻隔離三電平變換單元3、全波式周波變換器4、輸出濾波器5和交流負(fù)載6構(gòu)成適用于高壓輸入DC-AC變換場合的單管反激電路拓?fù)?。即輸入直流電源Ui的正極與第一輸入濾波電容Cl的正極相連，輸入直流電源Ui的負(fù)極與第二輸入濾波電容C2的負(fù)極相連；所述的輸入濾波器2由第一輸入濾波電容Cl和第二輸入濾波電容C2構(gòu)成；第一輸入濾波電容Cl的負(fù)極與第二輸入濾波電容C2的正極相連；所述單管反激高頻隔離三電平變換單元3由第一功率開關(guān)管S1、第二功率開關(guān)管S2、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、高頻隔離式變壓器T第一原邊繞組N1、高頻隔離變壓器T第一副邊繞組N2、高頻隔離變壓器T第二副邊繞組N3構(gòu)成；第一功率開關(guān)管SI的漏極與第一輸入濾波電容Cl的正極相連，第一二極管Dl反并聯(lián)于第一功率開關(guān)管SI的兩端，即第一二極管Dl的陰極與第一功率開關(guān)管SI的漏極連接，第一二極管Dl的陽極與第一功率開關(guān)管SI的源極連接，第三二極管D3陽極與第一輸入濾波電容Cl的負(fù)極、第二輸入濾波電容C2的正極相連，第三二極管D3的陰極與第一功率開關(guān)管SI的源極相連，高頻隔離式變壓器T第一原邊繞組NI的同名端與第一功率開關(guān)管SI的源極、第三二極管D3的陰極相連，第二功率開關(guān)管S2的漏極與高頻隔離變壓器T第一原邊繞組NI的非同名端相連，第二二極管D2反并聯(lián)于第二功率開關(guān)管S2的兩端，即第二二極管D2的陰極與第二功率開關(guān)管S2的漏極連接，第二二極管D2的陽極與第二功率開關(guān)管S2的源極連接，第二功率開關(guān)管S2的源極與第二輸入濾波電容C2的負(fù)極相連，高頻隔離變壓器T第一副邊繞組N2的同名端與高頻隔離變壓器T第二副邊繞組N3的非同名端相連。所述全波式周波變換器4由第一雙向功率開關(guān)管SA和第二雙向功率開關(guān)管SB構(gòu)成；所述的第一雙向功率開關(guān)管SA和第二雙向功率開關(guān)管SB都是由兩個單個的功率開關(guān)管反向串聯(lián)而構(gòu)成承受正向、反向的電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力的開關(guān)，具有雙向阻斷功能；第一雙向功率開關(guān)管SA包括第三功率開關(guān)管S3、第四功率開關(guān)管S4、第四二極管D4、第五二極管D5，第二雙向功率開關(guān)管SB包括第五功率開關(guān)管S5、第六功率開關(guān)管S6、第六二極管D6，第七二極管D7 ;第一雙向功率開關(guān)管SA的一端與高頻隔離變壓器T第一副邊繞組N2的非同名端相連，第二雙向功率開關(guān)管SB的一端與高頻隔離變壓器T第二副邊繞組N3的同名端與相連，第二雙向功率開關(guān)管SB的另一端與第一雙向功率開關(guān)管SA的另一端連接；第三功率開關(guān)管S3的漏極和第四二極管D4的陰極相連作為第一雙向功率開關(guān)管SA的一端，第四功率開關(guān)管S4的漏極和第五二極管D5的陰極相連作為第一雙向功率開關(guān)管SA的另一端，第三功率開關(guān)管S3的源極、第四功率開關(guān)管S4的源極、第四二極管D4的陽極、第五二極管D5的陽極連接在一起，第五功率開關(guān)管S5的漏極和第六二極管D6的陰極相連作為第二雙向功率開關(guān)管SB的一端，第六功率開關(guān)管S6的漏極和第七二極管D7的陰極相連作為第二雙向功率開關(guān)管SB的另一端，第五功率開關(guān)管S5的源極、第六功率開關(guān)管S6的源極、第六二極管D6的陽極、第七二極管D7的陽極連接在一起。所述輸出濾波器5包含輸出濾波電容Cf ;輸出濾波電容Cf的正極與第四功率開關(guān)管S4的漏極、第五二極管D5的陰極、第六功率開關(guān)管S6的漏極、第七二極管D7的陰極連接，輸出濾波電容Cf的負(fù)極與高頻隔離變壓器T第一副邊繞組N2的同名端、高頻隔離變壓器T第二副邊繞組N3的非同名端連接。所述輸出交流負(fù)載6包含交流負(fù)載ZL，交流負(fù)載ZL的正極與輸出濾波電容Cf的正極相連，交流負(fù)載ZL的負(fù)極與輸出濾波電容Cf的負(fù)極相連。
[0027]雙管反激型高頻隔離式三電平逆變器拓?fù)淙鐖D3所示。其具體電路連接如下:依次連接的輸入直流電源1、輸入濾波器2、雙管反激高頻隔離三電平變換單元3、周波變換器4、輸出濾波器5和交流負(fù)載6構(gòu)成適用于高壓輸入DC-AC變換場合的單管反激電路拓?fù)洹＜摧斎胫绷麟娫碪i的正極與第一輸入濾波電容Cl的正極相連，輸入直流電源Ui的負(fù)極與第二輸入濾波電容C2的負(fù)極相連；所述的輸入濾波器2由第一輸入濾波電容Cl和第二輸入濾波電容C2構(gòu)成；第一輸入濾波電容Cl的負(fù)極與第二輸入濾波電容C2的正極相連；所述雙管反激高頻隔離三電平變換單元3由第一功率開關(guān)管S1、第一二極管D1，第二功率開關(guān)管S2，第二二極管D2，第三功率開關(guān)管S3，第三二極管D3，第四功率開關(guān)管S4，第四二極管D4，第五二極管D5第六二極管D6，高頻隔離變壓器T第一原邊繞組NI，高頻隔離變壓器T第二原邊繞組N2，高頻隔離變壓器T第一副邊繞組N3構(gòu)成；第一功率開關(guān)管SI的漏極和第三功率開關(guān)管S3的漏極與第一輸入濾波電容Cl的正極相連接，第一二極管Dl和第三二極管D3分別反并聯(lián)于第一功率開關(guān)管SI和第三功率開關(guān)管S3兩端，即第一二極管Dl的陰極與第一功率開關(guān)管SI的漏極連接，第一二極管Dl的陽極與第一功率開關(guān)管SI的源極連接，第三二極管D3的陰極與第三功率開關(guān)管S3的漏極連接，第三二極管D3的陽極與第三功率開關(guān)管S3的源極連接，第一功率開關(guān)管SI的源極和高頻隔離變壓器T第一原邊繞組NI的同名端連接，第三功率開關(guān)管S3的源極和高頻隔離變壓器T第二原邊繞組N2的非同名端連接，高頻隔離變壓器T第一原邊繞組NI的非同名端與第二功率開關(guān)管S2的漏極連接，高頻隔離變壓器T第二原邊繞組N2的同名端與第四功率開關(guān)管S4的漏極連接，第二二極管D2和第四二極管D4分別反并聯(lián)于第二功率開關(guān)管S2和第四功率開關(guān)管S4兩端，即第二二極管D2的陰極與第二功率開關(guān)管S2的漏極連接，第二二極管D2的陽極與第二功率開關(guān)管S2的源極連接，第四二極管D4的陰極與第四功率開關(guān)管S4的漏極連接，第四二極管D4的陽極與第四功率開關(guān)管S4的源極連接，第二功率開關(guān)管S2的源極和第四功率開關(guān)管S4的源極與第二輸入濾波電容C2的負(fù)極相連，第五二極管D5的陽極和第六二極管D6的陰極與第二輸入濾波電容C2的正極相連，第五二極管D5的陰極連與高頻隔離變壓器T第一原邊繞組NI的同名端，第六二極管D6的陽極連與高頻隔離變壓器T第二原邊繞組N2的同名端相連。所述周波變換器4由第五功率開關(guān)管S5、第七二極管D7、第六功率開關(guān)管S6、第八二極管D8構(gòu)成；第五功率開關(guān)管S5的漏極與高頻隔離變壓器T第一副邊繞組N3的非同名端相連，第七二極管D7反并聯(lián)于第五功率開關(guān)管S5的兩端，即第七二極管D7的陰極與第五功率開關(guān)管S5的漏極相連，第七二極管D7的陽極與第五功率開關(guān)管S5的源極相連，第六功率開關(guān)管S6的漏極與高頻隔離變壓器T第一副邊繞組N3的同名端相連，第六二極管D6反并聯(lián)于第六功率開關(guān)管S6的兩端，即第八二極管D8的陰極與第六功率開關(guān)管S6的漏極相連，第八二極管D8的陽極與第六功率開關(guān)管S6的源極相連。所述輸出濾波器5包含輸出濾波電容Cf ;輸出濾波電容Cf的正極與第五功率開關(guān)管S5的源極、第七二極管D7的陽極連接，輸出濾波電容Cf的負(fù)極與第六功率開關(guān)管S6的源極、第八二極管D8的陽極連接。所述輸出交流負(fù)載6包含交流負(fù)載ZL，交流負(fù)載ZL的正極與輸出濾波電容Cf的正極相連，交流負(fù)載ZL的負(fù)極與輸出濾波電容Cf的負(fù)極相連。
[0028]半橋反激型高頻隔離式三電平逆變器拓?fù)淙鐖D4所示。其具體電路連接如下:依次連接的輸入直流電源1、輸入濾波器2、半橋反激高頻隔離三電平變換單元3、周波變換器4、輸出濾波器5和交流負(fù)載6構(gòu)成適用于高壓輸入DC-AC變換場合的單管反激電路拓?fù)?。即輸入直流電源Ui的正極與第一輸入濾波電容Cl的正極相連，輸入直流電源Ui的負(fù)極與第四輸入濾波電容C4的負(fù)極相連；所述的輸入濾波器2由第一輸入濾波電容Cl、第二輸入濾波電容C2、第三輸入濾波電容C3和第四輸入濾波電容C4構(gòu)成；第一輸入濾波電容Cl的負(fù)極與第二輸入濾波電容C2的正極相連,第二輸入濾波電容C2的負(fù)極與第三輸入濾波電容C3的正極相連，第三輸入濾波電容C3的負(fù)極與第四輸入濾波電容C4的正極相連。所述半橋反激高頻隔離三電平變換單元3由第一功率開關(guān)管S1、第一二極管D1、第二功率開關(guān)管S2、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第三功率開關(guān)管S3、第五二極管D5、第四功率開關(guān)管S4、第六二極管D6、第五功率開關(guān)管S5、第七二極管D7、第六功率開關(guān)管S6、第八二極管D8、高頻隔離變壓器T第一原邊繞組N1、高頻隔離變壓器T第一副邊繞組N2構(gòu)成；第一功率開關(guān)管SI的漏極與第一輸入濾波電容Cl的正極相連接，第一二極管Dl反并聯(lián)于第一功率開關(guān)管SI兩端，即第一二極管Dl的陰極與第一功率開關(guān)管SI的漏極連接，第一二極管Dl的陽極與第一功率開關(guān)管SI的源極連接，第一功率開關(guān)管SI的源極與第五功率開關(guān)管S5的源極連接，第五功率開關(guān)管S5的漏極與第二輸入濾波電容C2的正極連接，第七二極管D7反并聯(lián)于第五功率開關(guān)管S5兩端，即第七二極管D7的陰極與第五功率開關(guān)管S5的漏極連接，第七二極管D7的陽極與第五功率開關(guān)管S5的源極連接，第三功率開關(guān)管S3的漏極與第一功率開關(guān)管SI的源極、第五功率開關(guān)管S5的源極連接，第五二極管D5反并聯(lián)于第三功率開關(guān)管S3兩端，即第五二極管D5的陰極與第三功率開關(guān)管S3的漏極連接，第五二極管D5的陽極與第三功率開關(guān)管S3的源極連接，高頻隔離變壓器T第一原邊繞組NI的同名端與第三功率開關(guān)管的源極相連，第三二極管D3的陰極與第一功率開關(guān)管SI的源極、第五功率開關(guān)管S5的源極、第三功率開關(guān)管S3的漏極相連，第四二極管D4的陰極與第二輸入濾波電容C2的負(fù)極、第三輸入濾波電容C3的正極、第三二極管D3的陽極、高頻隔離變壓器T第一原邊繞組NI的非同名端連接，第四功率開關(guān)管S4的漏極與第三功率開關(guān)管S3的源極相連，第六二極管D6反并聯(lián)于第四功率開關(guān)管S4兩端，即第六二極管D6的陰極與第四功率開關(guān)管S4的漏極連接，第六二極管D6的陽極與第四功率開關(guān)管S4的源極連接，第六功率開關(guān)管S6的源極與第三輸入濾波電容C3的負(fù)極、第四輸入濾波電容C4的正極相連，第六功率開關(guān)管S6的漏極與第四二極管D4的陽極、第四功率開關(guān)管S4的源極相連，第八二極管D8反并聯(lián)于第六功率開關(guān)管S6兩端，即第八二極管D8的陰極與第六功率開關(guān)管S6的漏極連接，第八二極管D8的陽極與第六功率開關(guān)管S6的源極連接，第二功率開關(guān)管S2的源極與第四輸入濾波電容C4的負(fù)極連接，第二功率開關(guān)管S2的漏極與第四功率開關(guān)管S4的源極、第六功率開關(guān)管S6的漏極、第四二極管D4的陽極相連，第二二極管D2反并聯(lián)于第二功率開關(guān)管S2兩端，即第二二極管D2的陰極與第二功率開關(guān)管S2的漏極連接，第二二極管D2的陽極與第二功率開關(guān)管S2的源極相連。所述周波變換器4由第七功率開關(guān)管S7、第九二極管D9、第八功率開關(guān)管S8、第十二極管DlO構(gòu)成；第七功率開關(guān)管S7的漏極與高頻隔離變壓器T第一副邊繞組N2的非同名端相連，第九二極管D9反并聯(lián)于第七功率開關(guān)管S7的兩端，即第九二極管D9的陰極與第七功率開關(guān)管S7的漏極相連，第九二極管D9的陽極與第七功率開關(guān)管S7的源極相連，第八功率開關(guān)管S8的漏極與高頻隔離變壓器T第一副邊繞組N2的同名端相連，第十二極管DlO反并聯(lián)于第八功率開關(guān)管S8的兩端，即第十二極管DlO的陰極與第八功率開關(guān)管S8的漏極相連，第十二極管DlO的陽極與第八功率開關(guān)管S8的源極相連。所述輸出濾波器5包含輸出濾波電容Cf ;輸出濾波電容Cf的正極與第七功率開關(guān)管S7的源極、第九二極管D9的陽極連接，輸出濾波電容Cf的負(fù)極與第八功率開關(guān)管S8的源極、第十二極管DlO的陽極連接。所述輸出交流負(fù)載6包含交流負(fù)載ZL，交流負(fù)載ZL的正極與輸出濾波電容Cf的正極相連，交流負(fù)載ZL的負(fù)極與輸出濾波電容Cf的負(fù)極相連。
[0029]全橋反激型高頻隔離式三電平逆變器拓?fù)淙鐖D5所示。其具體電路連接如下:依次連接的輸入直流電源1、輸入濾波器2、全橋反激高頻隔離三電平變換單元3、周波變換器4、輸出濾波器5和交流負(fù)載6構(gòu)成適用于高壓輸入DC-AC變換場合的單管反激電路拓?fù)?。即輸入直流電源Ui的正極與第一輸入濾波電容Cl的正極相連，輸入直流電源Ui的負(fù)極與第二輸入濾波電容C2的負(fù)極相連；所述的輸入濾波器2由第一輸入濾波電容Cl、第二輸入濾波電容C2構(gòu)成；第一輸入濾波電容Cl的負(fù)極與第二輸入濾波電容C2的正極相連。所述全橋反激高頻隔離三電平變換單元3由第一功率開關(guān)管S1、第一二極管D1、第二功率開關(guān)管S2、第二二極管D2、第三功率開關(guān)管S3、第三二極管D3、第四功率開關(guān)管S4、第四二極管D4、第五二極管D5、第六二極管D6、第五功率開關(guān)管S5、第七二極管D7、第六功率開關(guān)管S6、第八二極管D8、第七功率開關(guān)管S7、第九二極管D9、第八功率開關(guān)管S8、第十二極管D10、第十一二極管D11、第是二二極管D12、高頻隔離變壓器T第一原邊繞組N1、高頻隔離變壓器T第一副邊繞組N2構(gòu)成；第一功率開關(guān)管SI的漏極和第五功率開關(guān)管S5的漏極與第一輸入濾波電容Cl的正極相連，第一二極管Dl和第七二極管分別反并聯(lián)于第一功率開關(guān)管SI和第五功率開關(guān)管S5兩端，即第一二極管Dl的陰極與第一功率開關(guān)管SI的漏極相連，第一二極管Dl的陽極與第一功率開關(guān)管SI的源極相連，第七二極管D7的陰極與第五功率開關(guān)管S5的漏極相連，第七二極管D7的陽極與第五功率開關(guān)管S5的源極連接，第二功率開關(guān)管S2的漏極與第一功率開關(guān)管SI的源極相連，第二二極管D2反并聯(lián)于第二功率開關(guān)管S2兩端，即第二二極管D2的陰極與第二功率開關(guān)管S2的漏極連接，第二二極管D2的陽極與第二功率開關(guān)管S2的源極相連,第三功率開關(guān)管S3的漏極與第二功率開關(guān)管S2的源極相連，第三二極管D3反并聯(lián)于第三功率開關(guān)管S3兩端，即第三二極管D3的陰極與第三功率開關(guān)管S3的漏極連接，第三二極管D3的陽極與第三功率開關(guān)管S3的源極相連，第四功率開關(guān)管S4的漏極與第三功率開關(guān)管S3的源極相連，第四二極管D4反并聯(lián)于第四功率開關(guān)管S4兩端，即第四二極管D4的陰極與第四功率開關(guān)管S4的漏極連接，第四二極管D4的陽極與第四功率開關(guān)管S4的源極相連，第四功率開關(guān)管S4的源極與第二輸入濾波電容C2的負(fù)極相連，第五二極管D5的陽極和第六二極管D6的陰極與第一輸入濾波電容Cl的負(fù)極、第二輸入濾波電容C2的正極相連，第五二極管D5的陰極與第二功率開關(guān)管S2的源極、第三功率開關(guān)管S3的漏極相連,第六功率開關(guān)管S6的漏極與第五功率開關(guān)管S5的源極相連，第八二極管D8反并聯(lián)于第六功率開關(guān)管S6兩端，即第八二極管D8的陰極與第六功率開關(guān)管S6的漏極相連，第八二極管D8的陽極與第六功率開關(guān)管S6的源極相連，第七功率開關(guān)管S7的漏極與第六功率開關(guān)管S6的源極相連，第九二極管D9反并聯(lián)于第七功率開關(guān)管S7兩端，即第九二極管D9的陰極與第七功率開關(guān)管S7的漏極相連，第九二極管D9的陽極與第七功率開關(guān)管S7的源極相連,第八功率開關(guān)管S8的漏極與第七功率開關(guān)管S7的源極相連，第十二極管DlO反并聯(lián)于第八功率開關(guān)管S8兩端，即第十二極管DlO的陰極與第八功率開關(guān)管S8的漏極相連，第十二極管DlO的陽極與第八功率開關(guān)管S8的源極相連，第十一二極管Dll的陽極和第十二二極管D12的陰極與第一輸入濾波電容Cl的負(fù)極、第二輸入濾波電容C2的正極、第五二極管D5的陽極、第六二極管D6的陰極相連，第十一二極管Dll的陰極與第五功率開關(guān)管S5的源極、第六功率開關(guān)管S6的漏極相連，第十二二極管D12的陽極與第七功率開關(guān)管S7的源極、第八功率開關(guān)管S8的漏極相連,第八功率開關(guān)管S8的源極與第二輸入濾波電容C2的負(fù)極、第四功率開關(guān)管S4的源極相連，高頻隔離變壓器T第一原邊繞組NI的同名端與第二功率開關(guān)管S2的源極、第三功率開關(guān)管S3的漏極相連，高頻隔離變壓器T第一副邊繞組N2的同名端與第六功率開關(guān)管S6的源極、第七功率開關(guān)管S7的漏極相連。所述周波變換器4由第九功率開關(guān)管S9、第十三二極管D13、第十功率開關(guān)管S10、第十四二極管D14構(gòu)成；第九功率開關(guān)管S9的漏極與高頻隔離變壓器T第一副邊繞組N2的非同名端相連，第十三二極管D13反并聯(lián)于第九功率開關(guān)管S9的兩端，即第十三二極管D13的陰極與第九功率開關(guān)管S9的漏極相連，第十三二極管D13的陽極與第九功率開關(guān)管S9的源極相連，第十功率開關(guān)管SlO的漏極與高頻隔離變壓器T第一副邊繞組N2的同名端相連，第十四二極管D14反并聯(lián)于第十功率開關(guān)管SlO的兩端，即第十四二極管D14的陰極與第十功率開關(guān)管SlO的漏極相連，第十四二極管D14的陽極與第十功率開關(guān)管SlO的源極相連。所述輸出濾波器5包含輸出濾波電容Cf ;輸出濾波電容Cf的正極與第九功率開關(guān)管S9的源極、第十三二極管D13的陽極連接，輸出濾波電容Cf的負(fù)極與第十功率開關(guān)管SlO的源極、第十四二極管D14的陽極連接。所述輸出交流負(fù)載6包含交流負(fù)載ZL，交流負(fù)載ZL的正極與輸出濾波電容Cf的正極相連，交流負(fù)載ZL的負(fù)極與輸出濾波電容Cf的負(fù)極相連。
【權(quán)利要求】
1.一種反激高頻隔離式三電平逆變器，其特征在于:由依次連接的輸入直流電源單元(I)、輸入濾波器(2)、高頻隔離式反激三電平變換單元(3)、周波變換器(4)、輸出濾波器(5)和交流負(fù)載(6)構(gòu)成，其中: 輸入直流電源單元(I)與輸入濾波器(2) —端連接，輸入濾波器(2)另一端與高頻隔離式反激三電平變換單元(3) —端連接，高頻隔離式反激三電平變換單元(3)另一端經(jīng)過高頻隔離式變壓器(T)與周波變換器(4) 一端連接，周波變換器(4)另一端與輸出濾波器(5) 一端連接，輸出濾波器(5)另一端與交流負(fù)載(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種反激高頻隔離式三電平逆變器，其特征在于:依次連接的輸入直流電源(I)、輸入濾波器(2)、單管反激高頻隔離三電平變換單元(3)、高頻隔離式變壓器(T)、全波式周波變換器(4)、輸出濾波器(5)和交流負(fù)載(6)構(gòu)成適用于高壓輸入DC-AC變換場合的單管反激電路拓?fù)洌渲? 所述的輸入濾波器(2)由第一輸入濾波電容(Cl)和第二輸入濾波電容(C2)構(gòu)成,第一輸入濾波電容(Cl)的負(fù)極與第二輸入濾波電容(C2)的正極相連，輸入直流電源(I)的正極與第一輸入濾波電容(Cl)的正極相連，輸入直流電源(I)的負(fù)極與第二輸入濾波電容(C2)的負(fù)極相連； 所述單管反激高頻隔離三電平變換單元(3)由第一功率開關(guān)管(SI)、第二功率開關(guān)管(S2)、第一二極管(Dl)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、高頻隔離式變壓器(T)第一原邊繞組(NI)、高頻隔離變壓器(T)第一副邊繞組(N2)、高頻隔離變壓器(T)第二副邊繞組(N3)構(gòu)成；第一功率開關(guān)管(SI)的漏極與第一輸入濾波電容(Cl)的正極相連，第一二極管(Dl)反并聯(lián)于第一功率開關(guān)管(SI)的兩端，即第一二極管(Dl)的陰極與第一功率開關(guān)管(SI)的漏極連接，第一二極管(Dl)的陽極與第一功率開關(guān)管(SI)的源極連接，第三二極管(D3)陽極與第一輸入濾波電容(Cl)的負(fù)極、第二輸入濾波電容(C2)的正極相連，第三二極管(D3)的陰極與第一功率開關(guān)管(SI)的源極相連，高頻隔離式變壓器(T)第一原邊繞組(NI)的同名端與第一功率開關(guān)管(SI)的源極、第三二極管(D3)的陰極相連，第二功率開關(guān)管(S2)的漏極與高頻隔離變壓器(T)第一原邊繞組(NI)的非同名端相連，第二二極管(D2)反并聯(lián)于第二功率開關(guān)管(S2)的兩端，即第二二極管(D2)的陰極與第二功率開關(guān)管(S2)的漏極連接，第二二極管(D2)的陽極與第二功率開關(guān)管(S2)的源極連接，第二功率開關(guān)管(S2)的源極與第二輸入濾波電容(C2)的負(fù)極相連，高頻隔離變壓器(T)第一副邊繞組(N2)的同名端與高頻隔離變壓器(T)第二副邊繞組(N3)的非同名端相連； 所述全波式周波變換器(4)由第一雙向功率開關(guān)管(SA)和第二雙向功率開關(guān)管(SB)構(gòu)成；所述的第一雙向功率開關(guān)管(SA)和第二雙向功率開關(guān)管(SB)都是由兩個單個的功率開關(guān)管反向串聯(lián)而構(gòu)成的用于承受正向、反向的電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力的開關(guān)，具有雙向阻斷功能；第一雙向功率開關(guān)管(SA)包括第三功率開關(guān)管(S3)、第四功率開關(guān)管(S4)、第四二極管(D4)、第五二極管(D5)，第二雙向功率開關(guān)管(SB)包括第五功率開關(guān)管(S5)、第六功率開關(guān)管(S6)、第六二極管(D6)，第七二極管(D7);第一雙向功率開關(guān)管(SA)的一端與高頻隔離變壓器(T)第一副邊繞組(N2)的非同名端相連，第二雙向功率開關(guān)管(SB)的一端與高頻隔離變壓器(T)第二副邊繞組(N3)的同名端與相連，第二雙向功率開關(guān)管(SB)的另一端與第一雙向功率開關(guān)管(SA)的另一端連接；第三功率開關(guān)管(S3)的漏極和第四二極管(D4)的陰極相連作為第一雙向功率開關(guān)管(SA)的一端，第四功率開關(guān)管(S4)的漏極和第五二極管(D5)的陰極相連作為第一雙向功率開關(guān)管(SA)的另一端，第三功率開關(guān)管(S3)的源極、第四功率開關(guān)管(S4)的源極、第四二極管(D4)的陽極、第五二極管(D5)的陽極連接在一起，第五功率開關(guān)管(S5)的漏極和第六二極管(D6)的陰極相連作為第二雙向功率開關(guān)管(SB)的一端，第六功率開關(guān)管(S6)的漏極和第七二極管(D7)的陰極相連作為第二雙向功率開關(guān)管(SB)的另一端，第五功率開關(guān)管(S5)的源極、第六功率開關(guān)管(S6)的源極、第六二極管(D6)的陽極、第七二極管(D7)的陽極連接在一起； 所述輸出濾波器(5)包含輸出濾波電容(Cf);輸出濾波電容(Cf)的正極與第四功率開關(guān)管(S4)的漏極、第五二極管(D5)的陰極、第六功率開關(guān)管(S6)的漏極、第七二極管(D7)的陰極連接，輸出濾波電容(Cf)的負(fù)極與高頻隔離變壓器(T)第一副邊繞組(N2)的同名端、高頻隔離變壓器(T)第二副邊繞組(N3)的非同名端連接； 所述輸出交流負(fù)載(6)包含交流負(fù)載(ZL)，交流負(fù)載(ZL)的正極與輸出濾波電容(Cf)的正極相連，交流負(fù)載(ZL)的負(fù)極與輸出濾波電容(Cf)的負(fù)極相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的反激高頻隔離式三電平逆變器，其特征在于:依次連接的輸入直流電源(I)、輸入濾波器(2)、雙管反激高頻隔離三電平變換單元(3)、高頻隔離式變壓器(T)、周波變換器(4)、輸出濾波器(5)和交流負(fù)載(6)構(gòu)成適用于高壓輸入DC-AC變換場合的單管反激電路拓?fù)?，其? 所述的輸入濾波器(2)由第一輸入濾波電容(Cl)和第二輸入濾波電容(C2)構(gòu)成;第一輸入濾波電容(Cl)的負(fù)極與第二輸入濾波電容(C2)的正極相連；輸入直流電源(I)的正極與第一輸入濾波電容(Cl)的正極相連，輸入直流電源(I)的負(fù)極與第二輸入濾波電容(C2)的負(fù)極相連； 所述雙管反激高頻隔離三電平變換單元(3)由第一功率開關(guān)管(SI)、第一二極管(Dl)，第二功率開關(guān)管(S2)，第二二極管(D2)，第三功率開關(guān)管(S3)，第三二極管(D3)，第四功率開關(guān)管(S4)，第四二極管(D4)，第五二極管(D5)第六二極管(D6)，高頻隔離變壓器(T)第一原邊繞組(NI)，高頻隔離變壓器(T)第二原邊繞組(N2)，高頻隔離變壓器(T)第一副邊繞組(N3)構(gòu)成；第一功率開關(guān)管(SI)的漏極和第三功率開關(guān)管(S3)的漏極與第一輸入濾波電容(Cl)的正極相連接，第一二極管(Dl)和第三二極管(D3)分別反并聯(lián)于第一功率開關(guān)管(SI)和第三功率開關(guān)管(S3)兩端，即第一二極管(Dl)的陰極與第一功率開關(guān)管(SI)的漏極連接，第一二極管(Dl)的陽極與第一功率開關(guān)管(SI)的源極連接，第三二極管(D3)的陰極與第三功率開關(guān)管(S3)的漏極連接，第三二極管(D3)的陽極與第三功率開關(guān)管(S3)的源極連接，第一功率開關(guān)管(SI)的源極和高頻隔離變壓器(T)第一原邊繞組(NI)的同名端連接，第三功率開關(guān)管(S3)的源極和高頻隔離變壓器(T)第二原邊繞組(N2)的非同名端連接，高頻隔離變壓器(T)第一原邊繞組(NI)的非同名端與第二功率開關(guān)管(S2)的漏極連接，高頻隔離變壓器(T)第二原邊繞組(N2)的同名端與第四功率開關(guān)管(S4)的漏極連接，第二二極管(D2)和第四二極管(D4)分別反并聯(lián)于第二功率開關(guān)管(S2)和第四功率開關(guān)管(S4)兩端，即第二二極管(D2)的陰極與第二功率開關(guān)管(S2)的漏極連接，第二二極管(D2)的陽極與第二功率開關(guān)管(S2)的源極連接，第四二極管(D4)的陰極與第四功率開關(guān)管(S4)的漏極連接，第四二極管(D4)的陽極與第四功率開關(guān)管(S4)的源極連接，第二功率開關(guān)管(S2)的源極和第四功率開關(guān)管(S4)的源極與第二輸入濾波電容(C2)的負(fù)極相連，第五二極管(D5)的陽極和第六二極管(D6)的陰極與第二輸入濾波電容(C2)的正極相連，第五二極管(D5)的陰極連與高頻隔離變壓器(T)第一原邊繞組(NI)的同名端，第六二極管(D6)的陽極連與高頻隔離變壓器(T)第二原邊繞組(N2)的同名端相連； 所述周波變換器(4)由第五功率開關(guān)管(S5)、第七二極管(D7)、第六功率開關(guān)管(S6)、第八二極管(D8)構(gòu)成；第五功率開關(guān)管(S5)的漏極與高頻隔離變壓器(T)第一副邊繞組(N3)的非同名端相連，第七二極管(D7)反并聯(lián)于第五功率開關(guān)管(S5)的兩端，即第七二極管(D7)的陰極與第五功率開關(guān)管(S5)的漏極相連，第七二極管(D7)的陽極與第五功率開關(guān)管(S5)的源極相連，第六功率開關(guān)管(S6)的漏極與高頻隔離變壓器(T)第一副邊繞組(N3)的同名端相連，第六二極管(D6)反并聯(lián)于第六功率開關(guān)管(S6)的兩端，即第八二極管(D8)的陰極與第六功率開關(guān)管(S6)的漏極相連，第八二極管(D8)的陽極與第六功率開關(guān)管(S6)的源極相連； 所述輸出濾波器(5)包含輸出濾波電容(Cf);輸出濾波電容(Cf)的正極與第五功率開關(guān)管(S5)的源極、第七二極管(D7)的陽極連接，輸出濾波電容(Cf)的負(fù)極與第六功率開關(guān)管(S6)的源極、第八二極管(D8)的陽極連接； 所述輸出交流負(fù)載(6)包含交流負(fù)載(ZL)，交流負(fù)載(ZL)的正極與輸出濾波電容(Cf)的正極相連，交流負(fù)載(ZL)的負(fù)極與輸出濾波電容(Cf)的負(fù)極相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的反激高頻隔離式三電平逆變器，其特征在于:依次連接的輸入直流電源(I)、輸入濾波器(2)、半橋反激高頻隔離三電平變換單元(3)、高頻隔離變壓器(T)、周波變換器(4)、輸出濾波器(5)和交流負(fù)載(6)構(gòu)成適用于高壓輸入DC-AC變換場合的單管反激電路拓?fù)?，其? 所述的輸入濾波器(2)由第一輸入濾波電容(Cl)、第二輸入濾波電容(C2)、第三輸入濾波電容(C3)和第四輸入濾波電容(C4)構(gòu)成；第一輸入濾波電容(Cl)的負(fù)極與第二輸入濾波電容(C2)的正極相連，第二輸入濾波電容(C2)的負(fù)極與第三輸入濾波電容(C3)的正極相連，第三輸入濾波電容(C3)的負(fù)極與第四輸入濾波電容(C4)的正極相連，輸入直流電源(I)的正極與第一輸入濾波電容(Cl)的正極相連，輸入直流電源(I)的負(fù)極與第四輸入濾波電容(C4)的負(fù)極相連； 所述半橋反激高頻隔離三電平變換單元(3)由第一功率開關(guān)管(SI)、第一二極管(Dl)、第二功率開關(guān)管(S2)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第四二極管(D4)、第三功率開關(guān)管(S3)、第五二極管(D5)、第四功率開關(guān)管(S4)、第六二極管(D6)、第五功率開關(guān)管(S5)、第七二極管(D7)、第六功率開關(guān)管(S6)、第八二極管(D8)、高頻隔離變壓器(T)第一原邊繞組(NI)、高頻隔離變壓器(T)第一副邊繞組(N2)構(gòu)成；第一功率開關(guān)管(SI)的漏極與第一輸入濾波電容(Cl)的正極相連接，第一二極管(Dl)反并聯(lián)于第一功率開關(guān)管(SI)兩端，即第一二極管(Dl)的陰極與第一功率開關(guān)管(SI)的漏極連接，第一二極管(Dl)的陽極與第一功率開關(guān)管(SI)的源極連接，第一功率開關(guān)管(SI)的源極與第五功率開關(guān)管(S5)的源極連接，第五功率開關(guān)管(S5)的漏極與第二輸入濾波電容(C2)的正極連接，第七二極管(D7)反并聯(lián)于第五功率開關(guān)管(S5)兩端，即第七二極管(D7)的陰極與第五功率開關(guān)管(S5)的漏極連接，第七二極管(D7)的陽極與第五功率開關(guān)管(S5)的源極連接，第三功率開關(guān)管(S3)的漏極與第一功率開關(guān)管(SI)的源極、第五功率開關(guān)管(S5)的源極連接，第五二極管(D5)反并聯(lián)于第三功率開關(guān)管(S3)兩端，即第五二極管(D5)的陰極與第三功率開關(guān)管(S3)的漏極連接，第五二極管(D5)的陽極與第三功率開關(guān)管(S3)的源極連接，高頻隔離變壓器(T)第一原邊繞組(NI)的同名端與第三功率開關(guān)管的源極相連，第三二極管(D3)的陰極與第一功率開關(guān)管(SI)的源極、第五功率開關(guān)管(S5)的源極、第三功率開關(guān)管(S3)的漏極相連，第四二極管(D4)的陰極與第二輸入濾波電容(C2)的負(fù)極、第三輸入濾波電容(C3)的正極、第三二極管(D3)的陽極、高頻隔離變壓器(T)第一原邊繞組(NI)的非同名端連接，第四功率開關(guān)管(S4)的漏極與第三功率開關(guān)管(S3)的源極相連，第六二極管(D6)反并聯(lián)于第四功率開關(guān)管(S4)兩端，即第六二極管(D6)的陰極與第四功率開關(guān)管(S4)的漏極連接，第六二極管(D6)的陽極與第四功率開關(guān)管(S4)的源極連接，第六功率開關(guān)管(S6)的源極與第三輸入濾波電容(C3)的負(fù)極、第四輸入濾波電容(C4)的正極相連，第六功率開關(guān)管(S6)的漏極與第四二極管(D4)的陽極、第四功率開關(guān)管(S4)的源極相連，第八二極管(D8)反并聯(lián)于第六功率開關(guān)管(S6)兩端，即第八二極管(D8)的陰極與第六功率開關(guān)管(S6)的漏極連接,第八二極管(D8)的陽極與第六功率開關(guān)管(S6)的源極連接，第二功率開關(guān)管(S2)的源極與第四輸入濾波電容(C4)的負(fù)極連接，第二功率開關(guān)管(S2)的漏極與第四功率開關(guān)管(S4)的源極、第六功率開關(guān)管(S6)的漏極、第四二極管(D4)的陽極相連，第二二極管(D2)反并聯(lián)于第二功率開關(guān)管(S2)兩端，即第二二極管(D2)的陰極與第二功率開關(guān)管(S2)的漏極連接，第二二極管(D2)的陽極與第二功率開關(guān)管(S2)的源極相連； 所述周波變換器(4)由第七功率開關(guān)管(S7)、第九二極管(D9)、第八功率開關(guān)管(S8)、第十二極管(DlO)構(gòu)成；第七功率開關(guān)管(S7)的漏極與高頻隔離變壓器(T)第一副邊繞組(N2)的非同名端相連，第九二極管(D9)反并聯(lián)于第七功率開關(guān)管(S7)的兩端，即第九二極管(D9)的陰極與第七功率開關(guān)管(S7)的漏極相連，第九二極管(D9)的陽極與第七功率開關(guān)管(S7)的源極相連，第八功率開關(guān)管(S8)的漏極與高頻隔離變壓器(T)第一副邊繞組(N2)的同名端相連，第十二極管(DlO)反并聯(lián)于第八功率開關(guān)管(S8)的兩端，即第十二極管(DlO)的陰極與第八功率開關(guān)管(S8)的漏極相連，第十二極管(DlO)的陽極與第八功率開關(guān)管(S8)的源極相連； 所述輸出濾波器(5)包含輸出濾波電容(Cf);輸出濾波電容(Cf)的正極與第七功率開關(guān)管(S7)的源極、第九二極管(D9)的陽極連接，輸出濾波電容(Cf)的負(fù)極與第八功率開關(guān)管(S8)的源極、第十二極管(DlO)的陽極連接； 所述輸出交流負(fù)載(6)包含交流負(fù)載(ZL)，交流負(fù)載(ZL)的正極與輸出濾波電容(Cf)的正極相連，交流負(fù)載(ZL)的負(fù)極與輸出濾波電容(Cf)的負(fù)極相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的反激高頻隔離式三電平逆變器，其特征在于:依次連接的輸入直流電源(I)、輸入濾波器(2)、全橋反激高頻隔離三電平變換單元(3)、高頻隔離變壓器(T)、周波變換器(4)、輸出濾波器(5)和交流負(fù)載(6)構(gòu)成適用于高壓輸入DC-AC變換場合的單管反激電路拓?fù)洌渲? 所述的輸入濾波器(2)由第一輸入濾波電容(Cl)、第二輸入濾波電容(C2)構(gòu)成；第一輸入濾波電容(Cl)的負(fù)極與第二輸入濾波電容(C2)的正極相連，輸入直流電源(I)的正極與第一輸入濾波電容(Cl)的正極相連，輸入直流電源(I)的負(fù)極與第二輸入濾波電容(C2)的負(fù)極相連； 所述全橋反激高頻隔離三電平變換單元(3)由第一功率開關(guān)管(SI)、第一二極管(Dl)、第二功率開關(guān)管(S2)、第二二極管(D2)、第三功率開關(guān)管(S3)、第三二極管(D3)、第四功率開關(guān)管(S4)、第四二極管(D4)、第五二極管(D5)、第六二極管(D6)、第五功率開關(guān)管(55)、第七二極管(D7)、第六功率開關(guān)管(S6)、第八二極管(D8)、第七功率開關(guān)管(S7)、第九二極管(D9)、第八功率開關(guān)管(S8)、第十二極管(DlO)、第十一二極管(Dll)、第是二二極管(D12)、高頻隔離變壓器(T)第一原邊繞組(NI)、高頻隔離變壓器(T)第一副邊繞組(N2)構(gòu)成；第一功率開關(guān)管(SI)的漏極和第五功率開關(guān)管(S5)的漏極與第一輸入濾波電容(Cl)的正極相連，第一二極管(Dl)和第七二極管分別反并聯(lián)于第一功率開關(guān)管(SI)和第五功率開關(guān)管(S5)兩端，即第一二極管(Dl)的陰極與第一功率開關(guān)管(SI)的漏極相連，第一二極管(Dl)的陽極與第一功率開關(guān)管(SI)的源極相連，第七二極管(D7)的陰極與第五功率開關(guān)管(S5)的漏極相連，第七二極管(D7)的陽極與第五功率開關(guān)管(S5)的源極連接，第二功率開關(guān)管(S2)的漏極與第一功率開關(guān)管(SI)的源極相連，第二二極管(D2)反并聯(lián)于第二功率開關(guān)管(S2)兩端，即第二二極管(D2)的陰極與第二功率開關(guān)管(S2)的漏極連接，第二二極管(D2)的陽極與第二功率開關(guān)管(S2)的源極相連，第三功率開關(guān)管(S3)的漏極與第二功率開關(guān)管(S2)的源極相連，第三二極管(D3)反并聯(lián)于第三功率開關(guān)管(S3)兩端，即第三二極管(D3)的陰極與第三功率開關(guān)管(S3)的漏極連接，第三二極管(D3)的陽極與第三功率開關(guān)管(S3)的源極相連，第四功率開關(guān)管(S4)的漏極與第三功率開關(guān)管(S3)的源極相連，第四二極管(D4)反并聯(lián)于第四功率開關(guān)管(S4)兩端，即第四二極管(D4)的陰極與第四功率開關(guān)管(S4)的漏極連接，第四二極管(D4)的陽極與第四功率開關(guān)管(S4)的源極相連，第四功率開關(guān)管(S4)的源極與第二輸入濾波電容(C2)的負(fù)極相連，第五二極管(D5)的陽極和第六二極管(D6)的陰極與第一輸入濾波電容(Cl)的負(fù)極、第二輸入濾波電容(C2)的正極相連，第五二極管(D5)的陰極與第二功率開關(guān)管(S2)的源極、第三功率開關(guān)管(S3)的漏極相連,第六功率開關(guān)管(S6)的漏極與第五功率開關(guān)管(S5)的源極相連，第八二極管(D8)反并聯(lián)于第六功率開關(guān)管(S6)兩端，即第八二極管(D8)的陰極與第六功率開關(guān)管(S6)的漏極相連,第八二極管(D8)的陽極與第六功率開關(guān)管(S6)的源極相連，第七功率開關(guān)管(S7)的漏極與第六功率開關(guān)管(S6)的源極相連，第九二極管(D9)反并聯(lián)于第七功率開關(guān)管(S7)兩端，即第九二極管(D9)的陰極與第七功率開關(guān)管(S7)的漏極相連，第九二極管(D9)的陽極與第七功率開關(guān)管(S7)的源極相連，第八功率開關(guān)管(S8)的漏極與第七功率開關(guān)管(S7)的源極相連，第十二極管(DlO)反并聯(lián)于第八功率開關(guān)管(S8)兩端，即第十二極管(DlO)的陰極與第八功率開關(guān)管(S8)的漏極相連，第十二極管(DlO)的陽極與第八功率開關(guān)管(S8)的源極相連，第十一二極管(Dll)的陽極和第十二二極管(D12)的陰極與第一輸入濾波電容(Cl)的負(fù)極、第二輸入濾波電容(C2)的正極、第五二極管(D5)的陽極、第六二極管(D6)的陰極相連，第十一二極管(Dll)的陰極與第五功率開關(guān)管(S5)的源極、第六功率開關(guān)管(S6)的漏極相連，第十二二極管(D12)的陽極與第七功率開關(guān)管(S7)的源極、第八功率開關(guān)管(S8)的漏極相連,第八功率開關(guān)管(S8)的源極與第二輸入濾波電容(C2)的負(fù)極、第四功率開關(guān)管(S4)的源極相連，高頻隔離變壓器(T)第一原邊繞組(NI)的同名端與第二功率開關(guān)管(S2)的源極、第三功率開關(guān)管(S3)的漏極相連，高頻隔離變壓器(T)第一副邊繞組(N2)的同名端與第六功率開關(guān)管(56)的源極、第七功率開關(guān)管(S7)的漏極相連；所述周波變換器(4)由第九功率開關(guān)管(S9)、第十三二極管(D13)、第十功率開關(guān)管(SlO)、第十四二極管(D14)構(gòu)成；第九功率開關(guān)管(S9)的漏極與高頻隔離變壓器(T)第一副邊繞組(N2)的非同名端相連，第十三二極管(D13)反并聯(lián)于第九功率開關(guān)管(S9)的兩端，即第十三二極管(D13)的陰極與第九功率開關(guān)管(S9)的漏極相連，第十三二極管(D13)的陽極與第九功率開關(guān)管(S9)的源極相連，第十功率開關(guān)管(SlO)的漏極與高頻隔離變壓器(T)第一副邊繞組(N2)的同名端相連，第十四二極管(D14)反并聯(lián)于第十功率開關(guān)管(SlO)的兩端，即第十四二極管(D14)的陰極與第十功率開關(guān)管(SlO)的漏極相連，第十四二極管(D14)的陽極與第十功率開關(guān)管(SlO)的源極相連； 所述輸出濾波器(5)包含輸出濾波電容(Cf);輸出濾波電容(Cf)的正極與第九功率開關(guān)管(S9)的源極、第十三二極管(D13)的陽極連接，輸出濾波電容(Cf)的負(fù)極與第十功率開關(guān)管(SlO)的源極、第十四二極管(D14)的陽極連接； 所述輸出交流負(fù)載(6)包含交流負(fù)載(ZL)，交流負(fù)載(ZL)的正極與輸出濾波電容(Cf)的正極相連，交流負(fù)載(ZL)的負(fù)極與輸出濾波電容(Cf)的負(fù)極相連。
【文檔編號】H02M7/483GK204046455SQ201420318039
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】項(xiàng)澤宇, 李磊, 趙衛(wèi), 胥佳梅, 柳成 申請人:南京理工大學(xué)