本发明涉及一种两电平整流器，具体涉及一种新型单相单管双向开关混合两电平整流器。
背景技术：
1、在电力电子技术飞速发展的背景下，电能变换技术已成为现代电力系统中不可或缺的组成部分。随着可再生能源的广泛应用以及电力需求的日益增加，传统的电能转换技术面临着效率低、成本高、体积大等一系列挑战。因此，研究和开发高效、紧凑的电能变换设备成为当前电力电子领域的重要课题。
2、现代电力电子设备对重量和体积的要求越来越高，传统整流器在这些方面的缺陷使得其难以满足新型应用的需求。新型混合整流器采用了更为紧凑的设计，通过合理布局和先进材料的应用，显著减少了体积和重量，同时提高了系统的整体效率。这种设计不仅适合家庭与工业领域，也为电动汽车、风能发电和光伏发电等新兴市场提供了有力支持。此外，与传统整流器相比，新型单管混合整流器通过优化控制策略，提高了电流控制和电压调节的精度，极大改善了系统的动态响应能力。
技术实现思路
1、本发明提出一种新型单相单管双向开关混合两电平整流器，该变换器具有结构简单、成本低和控制灵活等优点。利用单个开关管通过精确的控制策略，实现高效率和高稳定性的电能转换。它结合了传统整流电路和现代控制技术，不仅能够实现直流电源的高效整流，还能够在不同负载条件下保持高效稳定的输出，从而提高了电能的适应性和灵活性。
2、本发明采取的技术方案为：
3、一种新型单相单管双向开关混合两电平整流器，该混合整流器包括：
4、不控二极管桥臂d1～d4、二极管d5～d12、电感l、电感l1、电感l2、开关管s1、开关管sa、电容c、电阻r；
5、交流电源vin的一侧分别连接二极管d1的阳极、二极管d2的阴极、电感l的一端；交流电源vin的另一侧接地；
6、二极管d1的阴极、二极管d3的阴极均连接电感l1的一端；
7、二极管d2的阳极、二极管d4的阳极均连接电感l2的一端；
8、二极管d3的阳极、二极管d4的阴极均接地；
9、电感l的另一端分别连接二极管d5的阳极、二极管d6的阴极，其连接节点构成节点a；
10、二极管d5的阴极分别连接二极管d7的阳极、开关管s1的漏极、二极管d9的阴极；
11、二极管d6的阳极分别连接二极管d8的阴极、开关管s1的源极、二极管d10的阳极；
12、二极管d9的阳极、二极管d10的阴极均接地，其连接节点构成节点n；
13、电感l1的另一端分别连接二极管d11的阳极、开关管sa漏极；
14、电感l2的另一端分别连接开关管sa源极、二极管d12的阴极；
15、二极管d7的阴极分别连接二极管d11的阴极、电容c的一端、负载r的一端；
16、二极管d8的阳极分别连接二极管d12的阳极、电容c的另一端、负载r的另一端。
17、所述二极管d1、d2、d3、d4连接构成不控整流电路。
18、所述二极管d5～d10、开关管s1连接构成一组单管双向开关单元，能够实现电流的双向流通功能。
19、一种新型单相单管双向开关混合两电平整流器，包括4种工作模态：
20、模态1：开关管s1导通，电流流经电感l，二极管d5，开关管s1，二极管d10后返回交流电源vin；此时交流电源vin向电感l充电储能，电感电流线性增加，负载r由电容c供电，电压uan＝0；
21、模态2：开关管s1关断，电流流经电感l，二极管d5，二极管d7，电容c，二极管d8，二极管d10后返回交流电源vin；此时电感l与交流电源vin同时向电容c充电，电感电流线性减小，电压uan＝+vo；
22、模态3：开关管s1导通，电流流经二极管d9，开关管s1，二极管d6，电感l后返回交流电源vin；此时交流电源vin向电感l充电储能，电感电流线性增加，负载r由电容c供电，电压uan＝0；
23、模态4：开关管s1关断，电流流经二极管d9，二极管d7，电容c，二极管d8，二极管d6，电感l后返回电交流电源vin；此时交流电源vin与电感l向电容c充电，电感电流线性减小，电压uan＝-vo。
24、使用二极管d11、d12能够让电容c的电流仅向负载r流动，保证功率的单相流通；同时模态切换过程中，用作升压钳位二极管。
25、4种工作模态中，电容电压vc＝vo。
26、本发明一种新型单相单管双向开关混合两电平整流器，具有以下的优点：
27、1、利用单个开关管通过精确的控制策略，实现高效率和高稳定性的电能转换。它结合了传统整流电路和现代控制技术，不仅能够实现直流电源的高效整流，还能够在不同负载条件下保持高效稳定的输出，从而提高了电能的适应性和灵活性。
28、2、该混合整流器相比于传统的多相系统，该结构减少了组件数量，简化了控制和实现难度。并且能够在较宽范围内处理不同的负载条件，同时确保电能的高效率转换，可以在多场景应用。
29、3、采用新型单相单管双向开关混合两电平结构，可以实现两并联整流器之间的能量配比灵活分配，使系统能效得到进一步优化。与传统的单相整流器相比，具有高效、高功率密度等特性，减少了器件定额和损失，大大提高电路的工作效率。
1.一种新型单相单管双向开关混合两电平整流器，其特征在于该混合整流器包括：
2.根据权利要求1所述一种新型单相单管双向开关混合两电平整流器，其特征在于：所述二极管d1、d2、d3、d4连接构成不控整流电路。
3.根据权利要求1所述一种新型单相单管双向开关混合两电平整流器，其特征在于：所述二极管d5～d10、开关管s1连接构成一组单管双向开关单元。
4.如权利要求1～3任意一项新型单相单管双向开关混合两电平整流器，其特征在于：包括4种工作模态：
5.根据权利要求4所述一种新型单相单管双向开关混合两电平整流器，其特征在于：使用二极管d11、d12能够让电容c的电流仅向负载r流动，保证功率的单相流通；同时模态切换过程中，用作升压钳位二极管。
6.根据权利要求4所述一种新型单相单管双向开关混合两电平整流器，其特征在于：4种工作模态中，电容电压vc＝vo。
