技術領域

本發明涉及單級雙向升降壓整流器，屬于電力電子變換器的技術領域。

背景技術

整流器廣泛應用于通信電源，不間斷供電電源，蓄電池充電電源等場合。傳統的整流器電路拓撲包括電壓源整流器和電流源整流器兩類。

電壓源整流器的輸出電壓高于交流輸入電壓，因此電壓源整流器本質上是一個升壓型整流器，為了實現降壓變換的功能，需要額外增加一級降壓變換電路，導致變換器整體結構復雜。

電流源整流器本質上是一個降壓型整流器，為了實現升壓變換的功能，需要額外增加一級升壓變換電路，導致變換器整體結構復雜。電流源整流器只能實現單向功率傳輸，能量不能雙向流動。

為了解決電壓源整流器和電流源整流器存在的上述問題，學者提出了Z源整流器的概念，通過引入一個Z源網絡將整流器主電路與電源耦合起來。與電壓源和電流源整流器相比，Z源整流器能夠提供升降壓變換的功能，但引入了額外的由電感，電容組成的無源元件，增加了系統的體積，重量和實現成本，同時控制復雜。國內外又在此基礎上陸續提出了一些改型的Z源變換電路，其本質都是通過引入無源元件來實現升壓，都存在上述問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述背景技術的不足，提供了單級雙向升降壓整流器。

本發明為實現上述發明目的采用如下技術方案。

一種單級雙向升降壓整流器，其輸入端與交流電源連接，輸出端接直流負載；所述單級雙向升降壓整流器包括依次連接的開關單元、輸入濾波單元、整流橋、輸出濾波單元，其中：

開關單元包括第一互補雙向電力電子開關、第二互補雙向電力電子開關，第一互補雙向電力電子開關包括第一開關管、第二開關管，第二互補雙向電力電子開關包括第三開關管、第四開關管；

輸入濾波單元為濾波電感；

整流橋為單相整流橋；

輸出濾波單元為直流濾波電容；

所述第四開關管陽極、第二開關管陽極為所述單級雙向升降壓整流器輸入端端子；所述直流濾波電容兩級為所述單級雙向升降壓整流器輸出端端子；

所述第一開關管陰極與第二開關管陰極連接；所述第三開關管陰極與第四開關管陰極連接；所述第一開關管陽極、第三開關管陽極分別與濾波電感一端相連；所述濾波電感另一端接單相整流橋一個橋臂的中點，所述單相整流橋另一橋臂中點與所述第二開關管陽極連接；所述直流濾波電容與所述單相整流橋第二橋臂并聯。

所述一種單級雙向升降壓整流器中，開關管包括MOS管和功率二極管，MOS管的漏極與功率二極管的陰極連接，MOS管的源極與功率二極管的陽極連接。

所述一種單級雙向升降壓整流器中，開關管包括IGBT管和功率二極管，IGBT管的集電極與功率二極管的陰極連接，IGBT管的發射極與功率二極管的陽極連接。

一種單級雙向升降壓整流器，其輸入端與交流電源連接，輸出端接直流負載；所述單級雙向升降壓整流器包括依次連接的開關單元、輸入濾波單元、整流橋、輸出濾波單元，其中：

開關單元包括第一互補雙向電力電子開關、第二互補雙向電力電子開關，第一互補雙向電力電子開關包括第一開關管、第二開關管、第三開關管，第二互補雙向電力電子開關包括第四開關管、第五開關管、第六開關管；

輸入濾波單元包括：A相濾波電感、B相濾波電感、C相濾波電感；

整流橋為三相整流橋；

輸出濾波單元直流濾波電容；

所述第四開關管陽極、第五開關管陽極、第六開關管陽極為所述單級雙向升降壓整流器輸入端端子；所述直流濾波電容兩級為所述單級雙向升降壓整流器輸出端端子；

所述第四開關管陰極、第一開關管陽極分別與A相濾波電感一端連接；所述A相濾波電感另一端與三相整流橋第一橋臂中點連接；所述第五開關管陰極、第二開關管陽極分別與B相濾波電感一端連接；所述B相濾波電感另一端與三相整流橋第二橋臂中點連接；所述第六開關管陰極、第三開關管陽極分別與C相濾波電感一端連接；所述C相濾波電感另一端與三相整流橋第三橋臂中點連接；所述直流濾波電容與所述三相整流橋第三橋臂并聯；所述第一開關管陰極、第二開關管陰極、第三開關管陰極均接地。

所述一種單級雙向升降壓整流器中，開關管包括MOS管和功率二極管，MOS管的漏極與功率二極管的陰極連接，MOS管的源極與功率二極管的陽極連接。

所述一種單級雙向升降壓整流器中，開關管包括IGBT管和功率二極管，IGBT管的集電極與功率二極管的陰極連接，IGBT管的發射極與功率二極管的陽極連接。