基于正激变换器的交－交型三电平交－交变换器

摘要

本发明公开了一种基于正激变换器的交－交型三电平交－交变换器。该变换器的电路结构由依次连接的输入高压交流电源、输入滤波器、多电平变换器、高频变压器、周波变换器、输出滤波器以及输出交流负载构成，其中多电平变换器由一个或多个基本构成单元构成将输入电压转化为多种输出电平；该基本构成单元由两个四象限功率开关和一个四象限箝位功率开关组成。基于正激变换器的交－交型三电平交－交变换器的电路拓扑族，包括正激式、推挽式、半桥式和全桥式拓扑。本发明降低功率开关的电压应力，减少功率变换级数，提高输入侧功率因数、变换效率和功率密度；能够适用于高频电气隔离的高压交－交电能变换场合，大大拓宽了三电平交－交变换器的应用领域。

主权项

1.一种基于正激变换器的交-交型三电平交-交变换器，其特征在于：该变换器由依次连接的输入滤波器、多电平变换器、高频变压器、周波变换器、输出滤波器和输出交流负载构成，该变换器将不稳定的高压、劣质交流电变换成稳定或可调的同频、优质正弦交流电，并降低功率变换级数、实现高频电气隔离、适用于高压交-交变换场合的电路结构，即输入滤波电感Li和输入滤波电容Ci构成输入滤波器，该输入滤波器对输入高压交流电源ui进行滤波，所述的将经输入滤波器滤波后的输入电压转化为双极性多电平输出电压uN1的多电平变换器与高频变压器T的初级绕组N1连接，该高频变压器的次级绕组N2与周波变换器连接，该周波变换器由第三四象限功率开关S3 和第四四象限功率开关S4构成，将经高频变压器隔离、传输的多电平变换器的输出电压转化为单极性多电平输出电压uAB；在该周波变换器中，第三四象限功率开关S3的一端与高频变压器的次级绕组N2的一端连接，另一端分别与第四四象限功率开关S4 和输出滤波电感Lf相连接，该第四四象限功率开关S4的另一端和次级绕组N2的另一端连接；该输出滤波电感Lf的另一端分别与输出滤波电容Cf和输出交流负载ZL一端连接，该输出滤波电容Cf、输出交流负载ZL的另一端与次级绕组N2的另一端或者中间抽头相连接；所述的输出滤波电感Lf和输出滤波电容Cf构成输出滤波器，该输出滤波器滤除所述的周波变换器的输出电压uAB中的高次谐波，从而在输出交流负载侧得到高质量的正弦交流电压uo。