具有串联多级开关感容网络的单级电流型变换器制造技术

一种具有串联多级开关感容网络的单级电流型变换器电路结构，是由输入直流电源或单相交流电源、高频组合调制开关、电容滤波器、直流负载或单相交流负载依序级联构成，并且在输入电源与高频组合调制开关之间串联有多级开关感容网络；多级开关感容网络是由储能电感和依序级联的n个相同的SLCS型二端口开关感容网络单元级联构成，其中n为大于1的自然数；每个SLCS型二端口开关感容网络单元，是由两个功率二极管或两个四象限功率开关、一个储能电感、一个储能电容构成；高频组合调制开关是由功率二极管、两象限功率开关或四象限功率开关构成。这种变换器能将不稳定的宽变化范围低压直流电或单相交流电单级高效变换成稳定、优质直流电或单相正弦交流电。

Single stage current mode converter with series multistage switched capacitive networks

The circuit structure of a single stage current converter with series multistage switch inductance network is composed of an input DC power supply or a single-phase AC power supply, a high-frequency combined modulation switch, a capacitor filter, a DC load or a single-phase AC load, and is connected in series between the input power and the high frequency combination modulation switch. The multistage switch sensing network is composed of a cascade of energy storage inductors and cascaded cascaded n SLCS two port switch sensing network units, in which n is a natural number greater than 1; each SLCS type two port switch sensing network unit is composed of two power two transistor or two four quadrant power switches, one An energy storage inductor and an energy storage capacitor are composed of a power diode, a two quadrant power switch or a four quadrant power switch. The converter can transform the unstable wide range of low voltage DC or single-phase AC single stage into stable, high quality DC or single-phase sinusoidal AC.

【技术实现步骤摘要】
具有串联多级开关感容网络的单级电流型变换器
本专利技术所涉及的一种具有串联多级开关感容网络的单级电流型变换器，属电力电子技术。
技术介绍
变换器是应用功率半导体器件将直流电或交流电变换成直流电或交流电的一种静止变流装置，供直流负载或交流负载(包括与交流电网并网发电)使用。由于石油、煤和天然气等化石能源(不可再生能源)日益紧张、环境污染严重、全球变暖、核能生产会产生核废料和污染环境等原因，能源和环境已成为21世纪人类所面临的重大问题。太阳能、风能、氢能、潮汐能和地热能等可再生能源(绿色能源)，具有清洁无污染、廉价、可靠、丰富等优点,其开发和利用越来越受到人们的重视，这对世界各国经济的持续发展具有相当重要的意义。太阳能、氢能、潮汐能、地热能等可再生能源转化的直流电能通常是不稳定的，需要采用DC-DC变换器将其变换成另一种直流电能供给负载使用；风能等可再生能源转化的交流电能通常是变压变频的交流电，需要采用AC-DC变换器将其变换成直流电能供负载使用(如逆变器负载)；交流发电机等一次电源产生的不稳定交流电，需要采用AC-AC变换器将其变换成同频恒压的交流电能供给交流负载使用。在以直流发电机、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有串联多级开关感容网络的单级电流型变换器，其特征在于：这种变换器电路结构是由输入直流电源、高频组合调制开关、电容滤波器和直流负载依序级联构成，并且在输入直流电源与高频组合调制开关之间串联有多级开关感容网络；所述的多级开关感容网络是由储能电感L0和依序级联的n个相同的SLCS型二端口开关感容网络单元级联构成，其中n为大于1的自然数；每个SLCS型二端口开关感容网络单元，是由两个功率二极管Sj和Sj′、一个储能电感Lj、一个储能电容Cj构成，功率二极管Sj的阴极与储能电感Lj的一端、储能电容Cj的正极性端相连接，功率二极管Sj的阳极与储能电感Lj的另一端分别与功率二极管Sj′的阳极、阴极相连...

【技术特征摘要】
1.一种具有串联多级开关感容网络的单级电流型变换器，其特征在于：这种变换器电路结构是由输入直流电源、高频组合调制开关、电容滤波器和直流负载依序级联构成，并且在输入直流电源与高频组合调制开关之间串联有多级开关感容网络；所述的多级开关感容网络是由储能电感L0和依序级联的n个相同的SLCS型二端口开关感容网络单元级联构成，其中n为大于1的自然数；每个SLCS型二端口开关感容网络单元，是由两个功率二极管Sj和Sj′、一个储能电感Lj、一个储能电容Cj构成，功率二极管Sj的阴极与储能电感Lj的一端、储能电容Cj的正极性端相连接，功率二极管Sj的阳极与储能电感Lj的另一端分别与功率二极管Sj′的阳极、阴极相连接，储能电容Cj的负极性端与相邻的前级SLCS型二端口开关感容网络单元中同一位置的储能电容的正极性端相连接，功率二极管Sj与功率二极管Sj′的连接端和储能电容Cj的负极性端构成了第j个SLCS型二端口开关感容网络单元的输入端口，储能电感Lj与功率二极管Sj′的连接端和储能电容Cj的正极性端构成了第j个SLCS型二端口开关感容网络单元的输出端口，输入直流电源正极性与储能电容C1负极性的连接端和功率二极管S1与功率二极管S1′的连接端之间连接有储能电感L0，其中j为不大于n的自然数；所述的高频组合调制开关是由一个承受单向电压应力、双向电流应力的两象限功率开关S1〞和一个功率二极管S2〞构成，两象限功率开关S1〞的漏极或集电极、功率二极管S2〞的阳极和功率二极管Sn′的阴极与储能电感Ln的连接端相连接，两象限功率开关S1〞的源极或发射极与输入直流电源的负极性端、输出滤波电容的负极性端相连接,功率二极管S2〞的阴极与输出滤波电容的正极性端相连接。2.一种具有串联多级开关感容网络的单级电流型变换器，其特征在于：这种变换器电路结构是由输入单相交流电源、单相高频组合调制开关、电容滤波器和直流负载依序级联构成，并且在输入单相交流电源与单相高频组合调制开关之间串联有多级开关感容网络；所述的多级开关感容网络是由储能电感L0和依序级联的n个相同的SLCS型二端口开关感容网络单元级联构成，其中n为大于1的自然数；每个SLCS型二端口开关感容网络单元，是由两个四象限功率开关Sj和Sj′、一个储能电感Lj、一个储能电容Cj构成，四象限功率开关Sj的一端与储能电感Lj的一端、储能电容Cj的参考正极性端相连接，四象限功率开关Sj的另一端、储能电感Lj的另一端分别与四象限功率开关Sj′的两端相连接，储...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈道炼，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东,37