混合级联型AC-AC变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种混合级联型AC

【技术实现步骤摘要】
混合级联型AC
‑
AC变换器


[0001]本技术涉及电力电子变换技术，具体涉及一种混合级联型 AC
‑
AC变换器。

技术介绍

[0002]AC
‑
AC变换技术是应用电力电子器件，将某一频率和幅值的交流电能转换为另一频率和幅值的交流电能的变换技术。在低压小功率的用电场合，AC
‑
AC变换技术的许多方面已逐渐成熟；而在高压大功率的输配电和工业场合，由于受电力电子器件耐压值的限制，多电平技术成了解决这一问题的有效途径。
[0003]多电平变换器主要包括二极管钳位型、飞跨电容型和级联型。其中，二极管钳位型和飞跨电容型都需要对分压电容进行均压控制，控制策略较复杂；而级联型各单元独立电源供电，控制简单，稳定性好。传统的级联型AC
‑
AC变换器(例如Buck型、Boost型、 Buck
‑
Boost型)均受到电力电子器件耐压值的限制，其输出电压的等级难以提高。

技术实现思路

[0004]为此，本技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中级联型 AC
‑
AC变换器因受到电力电子器件耐压值的限制而导致输出电压的等级难以提高的缺陷。
[0005]为解决上述技术问题，本技术提供了一种混合级联型AC
‑
AC变换器，包括依次连接的输入电源、级联型AC
‑
AC变换单元、输出滤波器和负载；
[0006]其中，所述级联型AC
‑
AC变换单元包括依次级联的第一级AC
‑
AC 变换电路、第二级AC
‑
AC变换电路和第三级AC
‑
AC变换电路，通过将所述第一级AC
‑
AC变换电路、所述第二级AC
‑
AC变换电路和所述第三级AC
‑
AC变换电路的输出级联，用于为负载提供高电压范围内自由调节的输出电压波形。
[0007]在本技术的一个实施例中，所述第一级AC
‑
AC变换电路与所述第二级AC
‑
AC变换电路之间、所述第二级AC
‑
AC变换电路与所述第三级AC
‑
AC变换电路之间均通过级联节点级联。
[0008]在本技术的一个实施例中，所述级联节点包括第一级联节点和第二级联节点，所述第一级联节点设置在所述第一级AC
‑
AC变换电路与所述第二级AC
‑
AC变换电路之间；所述第二级联节点设置在所述第二级AC
‑
AC变换电路与所述第三级AC
‑
AC变换电路之间。
[0009]在本技术的一个实施例中，所述输入电源包括第一输入电源、第二输入电源和第三输入电源，所述第一输入电源、第二输入电源和第三输入电源分别连接第一级AC
‑
AC变换电路、第二级AC
‑
AC 变换电路和第三级AC
‑
AC变换电路。
[0010]在本技术的一个实施例中，所述第一输入电源、第二输入电源和第三输入电源的电压比例为1:1:2。
[0011]在本技术的一个实施例中，所述第一级AC
‑
AC变换电路包括第一四象限开关管元件；所述第二级AC
‑
AC变换电路包括第二四象限开关管元件；所述第三级AC
‑
AC变换电
路包括第三四象限开关管元件。
[0012]在本技术的一个实施例中，所述第一四象限开关管元件、第二四象限开关管元件和第三四象限开关管元件均包括串联的四象限开关管，每个四象限开关管包括反向串联的功率开关管。
[0013]在本技术的一个实施例中，功率开关管为IGBT开关管或 MOSFET开关管，或其中第二级AC
‑
AC变换电路和第三级AC
‑
AC变换电路中的功率开关管为高压大功率开关管。
[0014]在本技术的一个实施例中，所述输出滤波器包括输出滤波电感和输出滤波电容。
[0015]本技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0016]本技术采用级联型拓扑结构的方式，使其在使用低耐压值的电力电子器件的同时能够得到较高的电压输出，并且保证输出电压可在全占空比范围内调节，使得输出电压的等级得以显著提高，从而满足更大电压输出的要求。
附图说明
[0017]下面结合附图及实施例对本技术作进一步描述：
[0018]图1为本技术实施例一的电路原理图。
[0019]图2为本技术实施例一的输出电压uo∈[0，u
i
]时，输出电压调节范围波形图。
[0020]图3为本技术实施例一的输出电压uo∈[u
i
，2u
i
]时，输出电压调节范围波形图。
[0021]图4为本技术实施例一的输出电压uo∈[2u
i
，3u
i
]时，输出电压调节范围波形图。
[0022]图5为本技术实施例一的输出电压uo∈[3u
i
，4u
i
]时，输出电压调节范围波形图。
具体实施方式
[0023]实施例一：
[0024]参见图1至图5所示，一种混合级联型AC
‑
AC变换器，包括依次连接的第一交流输入电源u
i
、第二交流输入电源u
i
和第三交流输入电源2u
i
、级联型AC
‑
AC变换单元、输出滤波器和交流负载Z
o
。
[0025]其中，级联型AC
‑
AC变换单元包括依次级联的第一级AC
‑
AC变换电路、第二级AC
‑
AC变换电路和第三级AC
‑
AC变换电路，通过将第一级AC
‑
AC变换电路、第二级AC
‑
AC变换电路和第三级AC
‑
AC变换电路的输出级联，用于为负载提供高电压范围内自由调节的输出电压波形。
[0026]第一输入电源和第一级AC
‑
AC变换电路用于将第一级交流输入电压在0
‑
1倍的输入电压范围内调节；第二输入电源和第二级 AC
‑
AC变换电路用于将第二级交流输入电压在0或1倍的输入电压范围内调节；第三输入电源和第三级AC
‑
AC变换电路用于将第三级交流输入电压在0或1倍的输入电压范围内调节；通过将各级AC
‑
AC 变换电路的输出级联，并通过滤波器与交流负载Z
o
连接，用于为交流负载Z
o
提供高电压范围内自由调节的输出电压波形。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合级联型AC
‑
AC变换器，其特征在于：包括依次连接的输入电源、级联型AC
‑
AC变换单元、输出滤波器和负载；其中，所述级联型AC
‑
AC变换单元包括依次级联的第一级AC
‑
AC变换电路、第二级AC
‑
AC变换电路和第三级AC
‑
AC变换电路，通过将所述第一级AC
‑
AC变换电路、所述第二级AC
‑
AC变换电路和所述第三级AC
‑
AC变换电路的输出级联，用于为负载提供高电压范围内自由调节的输出电压波形。2.根据权利要求1所述的混合级联型AC
‑
AC变换器，其特征在于：所述第一级AC
‑
AC变换电路与所述第二级AC
‑
AC变换电路之间、所述第二级AC
‑
AC变换电路与所述第三级AC
‑
AC变换电路之间均通过级联节点级联。3.根据权利要求2所述的混合级联型AC
‑
AC变换器，其特征在于：所述级联节点包括第一级联节点和第二级联节点，所述第一级联节点设置在所述第一级AC
‑
AC变换电路与所述第二级AC
‑
AC变换电路之间；所述第二级联节点设置在所述第二级AC
‑
AC变换电路与所述第三级AC
‑
AC变换电路之间。4.根据权利要求1所述的混合级联型AC
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：张友军，孙峥峥，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：新型
国别省市：