反极性开关电路及变换装置的制作方法

1.本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种反极性开关电路及变换装置。


背景技术：

2.当电子设备从直流电源取电时，电子设备与直流电源之间的连接需要严格按照正负极性来连接，即电子设备的正极接直流电源的正极，电子设备的负极接直流电源的负极。但是对于部分电子设备可能需要提供反极性的直流电源，此时需要引用反极性电路。
3.常见的反极性电路通过控制开关管的导通与截止改变电流的输入路径与输出路径实现电压反极性。常见反极性开关电路使用时，输入端的开关管应力和输出端的开关管分别等于输入电压和输出电压。在高压场合，选择是一个能够适应高压的开关管十分困难，并且能适应高压的开关管的价格十分昂贵。
4.上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于提供一种反极性开关电路及变换装置，旨在解决现有技术中在高压场合中，开关管的选型比较困难的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提出一种反极性开关电路，所述反极性开关电路包括：脉冲输入模块、谐振模块以及脉冲输出模块；所述脉冲输入模块和所述脉冲输出模块中至少有一个模块包含三电平脉冲单元；
7.其中，所述脉冲输入模块通过所述谐振模块与所述脉冲输出模块连接；
8.在所述脉冲输入模块包含所述三电平脉冲单元时，所述脉冲输入模块，用于接收待转换脉冲信号，并通过所述三电平脉冲单元与所述谐振模块组成的储能回路将所述待转换脉冲信号输出至所述谐振模块；
9.在所述脉冲输出模块包含所述三电平脉冲单元时，所述脉冲输出模块，用于在所述储能回路断开时，通过所述三电平脉冲单元与所述谐振模块组成的释能回路输出反向的脉冲信号。
10.可选地，所述谐振模块包括：第一电容和第一电感；
11.其中，所述第一电容的第一端与所述脉冲输入模块连接，所述第一电容的第二端与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述脉冲输出模块连接。
12.可选地，在所述脉冲输入模块包含所述三电平脉冲单元时，所述脉冲输入模块包括：第一至第四开关管、输入开关单元以及输入电容单元；
13.其中，所述输入电容单元的第一端与第一开关管的第一端连接，所述输入电容单元的第二端与所述输入开关单元的第一端连接，所述输入电容单元的第三端与所述第四开关管的第二端以及所述脉冲输出模块连接，所述输入开关单元的第二端分别与所述第一开关管的第二端以及第二开关管的第一端连接，所述输入开关单元的第三端分别与第三开关
管的第二端以及所述第四开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端与所述第三开关管的第一端以及所述第一电容的第一端连接。
14.可选地，所述输入开关单元至少包括：第五至第六开关管；所述输入电容单元包括：第二至第三电容；
15.其中，第五开关管的第一端分别与所述第一开关管的第二端以及所述第二开关管的第一端连接，所述第五开关管的第二端与第二电容的第二端、所述第三电容的第一端以及所述第六开关管的第一端连接，所述第六开关管的第二端分别与所述第三开关管的第二端以及所述第四开关管的第一端连接，所述第二电容的第一端与所述第一开关管的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第四开关管的第二端以及所述脉冲输出模块连接。
16.可选地，所述脉冲输出模块包括：第七至第八开关管和输出电容单元；所述输出电容单元包括：第四电容；
17.其中，第七开关管的第一端与所述第一电感的第二端以及所述第八开关管的第一端连接，所述第七开关管的第二端与所述第四电容的第一端连接，所述第八开关管的第二端分别与所述第三电容的第二端、所述第四开关管的第二端以及所述第四电容的第二端连接。
18.可选地，在所述脉冲输出模块包含所述三电平脉冲单元时，所述脉冲输出模块包括：第七至第十开关管、输出开关单元以及输出电容单元；
19.其中，所述输出电容单元的第一端与第七开关管的第二端连接，所述输出电容单元的第二端与所述输出开关单元的第一端连接，所述输出开关单元的第二端分别与第七开关管的第一端以及第八开关管的第二端连接，所述输出开关单元的第三端与第九开关管的第一端以及所述第十开关管的第二端连接，所述第八开关管的第一端分别与所述第九开关管的第二端以及所述第一电感的第二端连接，所述第十开关管的第二端与所述输出电容单元的第三端以及脉冲输入模块连接。
20.可选地，所述输出开关单元至少包括：第十一至第十二开关管，所述输出电容单元包括：第四至第五电容；
21.其中，第十一开关管的第一端分别与第四电容的第二端、第五电容的第一端以及所述第十二开关管的第二端连接，所述第十一开关管的第二端分别与第七开关管的第一端以及第八开关管的第二端连接，所述第十二开关管的第二端分别与所述第九开关管的第一端以及第十开关管的第二端连接，所述第四电容的第一端与所述第七开关管的第二端连接，所述第五电容的第二端与所述第十开关管的第一端以及脉冲输入模块连接。
22.可选地，在所述脉冲输入模块和所述脉冲输出模块均包含所述三电平脉冲单元时，所述脉冲输入模块包括：第一至第四开关管、输入开关单元以及输入电容单元；所述脉冲输出模块包括：第七至第十开关管、输出开关单元以及输出电容单元；
23.其中，所述输入电容单元的第一端与第一开关管的第一端连接，所述输入电容单元的第二端与所述输入开关单元的第一端连接，所述输入电容单元的第三端与所述第四开关管的第二端、所述输出电容单元的第三端以及所述第十开关管的第一端连接，所述输入开关单元的第二端分别与所述第一开关管的第二端以及第二开关管的第一端连接，所述输入开关单元的第三端分别与第三开关管的第二端以及所述第四开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端与所述第三开关管的第一端以及所述第一电容的第一端连接，所述输
出电容单元的第一端与第七开关管的第二端连接，所述输出电容单元的第二端与所述输出开关单元的第一端连接，所述输出开关单元的第二端分别与第七开关管的第一端以及第八开关管的第二端连接，所述输出开关单元的第三端与第九开关管的第一端以及所述第十开关管的第二端连接，所述第八开关管的第一端分别与所述第九开关管的第二端以及所述第一电感的第二端连接。
24.可选地，所述输入开关单元至少包括：第五至第六开关管；所述输入电容单元包括：第二至第三电容；所述输出开关单元至少包括：第十一至第十二开关管，所述输出电容单元包括：第四至第五电容；
25.其中，第五开关管的第一端分别与所述第一开关管的第二端以及所述第二开关管的第一端连接，所述第五开关管的第二端与第二电容的第二端、所述第三电容的第一端以及所述第六开关管的第二端连接，所述第六开关管的第二端分别与所述第三开关管的第二端以及所述第四开关管的第一端连接，所述第二电容的第一端与所述第一开关管的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第四开关管的第二端、第十开关管的第一端以及第五电容的第二端连接，第十一开关管的第一端分别与第四电容的第二端、第五电容的第一端以及所述第十二开关管的第二端连接，所述第十一开关管的第二端分别与第七开关管的第一端以及第八开关管的第二端连接，所述第十二开关管的第二端分别与所述第九开关管的第一端以及第十开关管的第二端连接，所述第四电容的第一端与所述第七开关管的第二端连接。
26.为实现上述目的，本实用新型还提出一种变换装置，所述变换装置包括上述反极性开关电路。
27.在本实用新型提出一种反极性开关电路及变换装置，该反极性开关电路中脉冲输入模块和脉冲输出模块中至少有一个模块包含三电平脉冲单元；在脉冲输入模块包含所述三电平脉冲单元时，脉冲输入模块接收待转换脉冲信号，并通过三电平脉冲单元与所述谐振模块组成的储能回路将待转换脉冲信号输出至谐振模块；在脉冲输出模块包含三电平脉冲单元时，脉冲输出模块在储能回路断开时，通过三电平脉冲单元与谐振模块组成的释能回路将谐振模块内的待转换脉冲信号进行反向输出。本实用新型通过开关管数目增加的三电平脉冲单元输入待转换脉冲信号或输出反向的脉冲信号，有效降低开关管应力，从而解决在高压场合下开关管选型困难的问题。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
29.图1为实用新型实施例提出的反极性开关电路第一实施例的结构示意图；
30.图2为实用新型实施例提出的反极性开关电路第二实施例的电路结构示意图；
31.图3为实用新型实施例提出的反极性开关电路第二实施例的第一种电路原理图；
32.图4为实用新型实施例提出的反极性开关电路第二实施例的第二种电路原理图；
33.图5为实用新型实施例提出的反极性开关电路第二实施例的第三种电路原理图；
34.图6为实用新型实施例提出的反极性开关电路第二实施例的第四种电路原理图；
35.图7为实用新型实施例提出的反极性开关电路第三实施例的第一种电路原理图；
36.图8为实用新型实施例提出的反极性开关电路第三实施例的第二种电路原理图；
37.图9为实用新型实施例提出的反极性开关电路第四实施例的第一种电路原理图；
38.图10为实用新型实施例提出的反极性开关电路第四实施例的第二种电路原理图。
39.附图标号说明：
40.标号名称标号名称10脉冲输入模块q1～q12第一至第十二igbt20谐振模块c1～c5第一至第五电容30脉冲输出模块d1～d6第一至第六二极管l1第一电感s1-s8第一至第八开关管101输入开关单元102输入电容单元
41.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
42.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
43.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
44.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
45.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
46.参照图1，图1为实用新型实施例提出的反极性开关电路第一实施例的结构示意图。基于图1，提出本实用新型反极性开关电路的第一实施例。
47.在本实施例中，所述反极性开关电路包括：脉冲输入模块10、谐振模块20以及脉冲输出模块30；所述脉冲输入模块10和所述脉冲输出模块30中至少有一个模块包含三电平脉冲单元；
48.其中，所述脉冲输入模块10通过所述谐振模块20与所述脉冲输出模块30连接。
49.需要说明的是，三电平脉冲单元可以输出三种电压等级的电平，具体包括正电平、零电平和负电平。三电平脉冲单元在电流回路中的开关管的数量增加了1倍，导致各开关管可以均分电压，使通过各开关管的电压值降低一倍。谐振模块20可用于对待转换脉冲信号
的能量进行存储和释放。在脉冲输入模块10与谐振模块20组成的储能回路导通时，对待转换脉冲信号的能量进行存储；在脉冲输出模块30与谐振模块20组成的释能回路导通时，对待转换脉冲信号的能量反向释放。
50.应理解的是，常用的反极性电路输入脉冲信号的正向电压需要经过输入端的一个开关管输入，然后经过输出端的一个开关管进行输出，并且输入端的开关管和输出端的开关管之间串联，两个开关管的应力均与电压值相同；输入脉冲信号的反向电压也是如此。开关管的应力与具体的输入电压至或输出电压值相关。在高压场合，开关管的应力过大，普通的低应力开关管可能无法完成脉冲极性转换。本实施例中三电平脉冲单元中包括的开关管的数目增加一倍，各开关管将需要输入的电压脉冲进行均分，可以降低通过各开关管的电压值，从而降低各开关管承担的应力。分别利用不同的低应力开关管将电压脉冲输入，利用多个低应力开关管代替高应力开关管，待转换脉冲信号的反向输出过程中多个低应力开关管的设置亦可如此，此处不再赘述。
51.在具体实施中，在所述脉冲输入模块10包含所述三电平脉冲单元，而脉冲输出模块30不包含三电平脉冲单元时，所述脉冲输入模块10用于接收待转换脉冲信号，并将所述待转换脉冲信号通过所述三电平脉冲单元与所述谐振模块组成的储能回路将所述待转换脉冲信号输出至所述谐振模块20，以通过所述谐振模块20将所述待转换脉冲信号的能量进行存储。所述脉冲输出模块30在所述储能回路断开时，导通不包括三电平脉冲单元的所述脉冲输出模块30与所述谐振模块20组成的释能回路将所述谐振模块20内的所述待转换脉冲信号进行反向输出，在输出端输出反极性脉冲信号。
52.在所述脉冲输入模块10不包含所述三电平脉冲单元，而脉冲输出模块30包含三电平脉冲单元时，所述脉冲输入模块10用于接收待转换脉冲信号，并将所述待转换脉冲信号通过所述不包含三电平脉冲单元的脉冲输入模块10与所述谐振模块20组成的储能回路输出至谐振模块20，以通过所述谐振模块20将所述待转换脉冲信号的能量进行存储。所述脉冲输出模块30，在所述储能回路断开时，导通包括所述三电平脉冲单元的脉冲输出模块30与所述写真谐振模块20所组成的释能回路，并通过所述释能回路将所述谐振模块20内的所述待转换脉冲信号进行反向输出，在输出端输出反极性脉冲信号。
53.在所述脉冲输入模块10和脉冲输出模块30均包含三电平脉冲单元时，所述脉冲输入模块10用于接收待转换脉冲信号，并将所述待转换脉冲信号通过包括所述三电平脉冲单元的脉冲输入模块10与所述谐振模块20组成的储能回路输出至所述谐振模块20，以通过所述谐振模块20将所述待转换脉冲信号的能量进行存储。所述脉冲输出模块30用于通过包括所述三电平脉冲单元的脉冲输出回路30与所述谐振模块20组成的释能回路将所述待转换脉冲信号进行反向输出，在输出端输出反极性脉冲信号。
54.本实施例提出一种反极性开关电路，该反极性开关电路中脉冲输入模块和脉冲输出模块中至少有一个模块包含三电平脉冲单元；在所述脉冲输入模块包含所述三电平脉冲单元时，所述脉冲输入模块，用于接收待转换脉冲信号，并通过所述三电平脉冲单元与所述谐振模块组成的储能回路将所述待转换脉冲信号输出至所述谐振模块；在所述脉冲输出模块包含所述三电平脉冲单元时，所述脉冲输出模块，用于在所述储能回路断开时，通过所述三电平脉冲单元与所述谐振模块组成的释能回路将所述谐振模块内的所述待转换脉冲信号进行反向输出。本实施例通过开关管数目增加的三电平脉冲单元输入待转换脉冲信号或
输出反向的脉冲信号，有效降低开关管应力，从而解决在高压场合下开关管选型困难的问题。
55.基于上述反极性开关电路第一实施例，提出本实用新型反极性开关电路的第二实施例。
56.参照图2，在本实施例中提出一种反极性开关电路，所述谐振模块20包括：第一电容c1和第一电感l1；
57.其中，所述第一电容c1的第一端与所述脉冲输入模块10连接，所述第一电容c1的第二端与所述第一电感l1的第一端连接，所述第一电感l1的第二端与所述脉冲输出模块30连接。
58.需要说明的是，在本实施例中可以通过电容与电感的充放电特性对待转换脉冲信号的极性进行转换。在本实施例中，第一电容c1为谐振电容，第一电感l1为谐振电感。
59.在具体实施中，脉冲输入模块10可以将待转换脉冲信号输入至第一电容c1以及第一电感l1为所述第一电容c1以及第一电感l1进行充电，在充电完成后断开脉冲输入模块10与第一电容c1之间的连接，然后第一电容c1以及第一电感l1进行反向放电，将待转换脉冲信号反向输出至脉冲输出模块30。
60.在本实施例中，在所述脉冲输入模块10包含所述三电平脉冲单元时，所述脉冲输入模块10包括：第一至第四开关管、输入开关单元101以及输入电容单元102；
61.其中，所述输入电容单元102的第一端与第一开关管s1的第一端连接，所述输入电容单元102的第二端与所述输入开关单元101的第一端连接，所述输入电容单元102的第三端与所述第四开关管s4的第二端以及所述脉冲输出模块30连接，所述输入开关单元101的第二端分别与所述第一开关管s1的第二端以及第二开关管s2的第一端连接，所述输入开关单元101的第三端分别与第三开关管s3的第二端以及所述第四开关管s4的第一端连接，所述第二开关管s2的第二端与所述第三开关管s3的第一端以及所述第一电容c1的第一端连接。
62.需要说明的是，第一至第四开关管可以是mos管、igbt等具备体二极管以及控制端的开关管。通常在输入电压为低于250v时，可以使用mos管，在输入电压大于250v时使用igbt。参照图2，输入开关单元可用于对输入电容单元的输出进行控制。
63.在具体实施中，可参照图3，图3中以开关管为igbt为例进行说明。在第一igbtq1和第二igbtq2导通时，第二电容c2、第一igbtq1、第二igbtq2、第一电容c1、第一电感l1、第八igbtq8的体二极管和第三电容c3形成完整的充电回路；同样第三电容c3、输入开关单元、第二igbtq2、第一电容c1、第一电感l1、第八igbtq8的体二极管和第三电容c3也能够形成完整的充电回路。第二电容c2和第三电容c3可以至接通过上述对应的充电回路为第一电容c1以及第一电感l1充电。在充电完成后，断开第一igbtq1和第二igbtq2，控制第三igbtq3和第四igbtq4导通，此时，第一电容c1、第三igbtq3、第四igbtq4、第四电容c4、第七igbtq7的体二极管和第一电感l1形成完整的放电回路，第一电容c1和第一电感l1依次通过第三igbtq3、第四igbtq4、第四电容c4、第七igbtq7的体二极管为第四电容c4充电，最终第四电容c4的第二端为高电平、第一端为低电平实现输出反向的脉冲信号。
64.在本实施例中，所述输入开关单元101至少包括：第五至第六开关管；所述输入电容单元102包括：第二至第三电容；
65.其中，第五开关管s5的第一端分别与所述第一开关管s1的第二端以及所述第二开关管s2的第一端连接，所述第五开关管s5的第二端与第二电容c2的第二端、所述第三电容c3的第一端以及所述第六开关管s6的第一端连接，所述第六开关管s6的第二端分别与所述第三开关管s3的第二端以及所述第四开关管s4的第一端连接，所述第二电容c2的第一端与所述第一开关管s1的第一端连接，所述第三电容s3的第二端与所述第四开关管s4的第二端以及所述脉冲输出模块30连接。
66.需要说明的是，在本实施例中，输入开关单元可以使用二极管或igbt，还可以使用其他具有单向导通功能的元器件，在此不做具体限定。
67.参照图3，在图3中以第五开关管为第五igbtq5，第六开关管s6为第六igbtq6进行说明。参照图4，在图4中以第五开关管s5为第一二极管d1，所述第六开关管s6为第二二极管d2进行说明。
68.在具体实施中，在所述输入开关单元包括第一至第二二极管时，参照图4，第一二极管d1可以将第三电容c3的电压输入至第二igbtq1的第一端即集电极，为第一电容c1和第一电感l1进行充电。当然在所述输入开关单元包括第五至第六igbt时，参照图3，控制第五igbtq5截止通过第五igbtq5的体二极管同样可以将第三电容c3的电压输入至第二igbtq1的第一端为第一电容c1和第一电感l1进行充电。具体待转换脉冲信号的反极性变换过程可参上述待转换脉冲信号的反极性变换过程，在此不再赘述。
69.在本实施例中，所述脉冲输出模块30包括：第七至第八开关管和输出电容单元；所述输出电容单元包括：第四电容c4；
70.其中，第七开关管s7的第一端与所述第一电感l1的第二端以及所述第八开关管s8的第一端连接，所述第七开关管s7的第二端与所述第四电容c4的第一端连接，所述第八开关管s8的第二端分别与所述第三电容c3的第二端、所述第四开关管s4的第二端以及所述第四电容c4的第二端连接。
71.需要说明的是，在本实施例中，第七开关管s7和第八开关管s8可以为可控硅器件、二极管、igbt等开关装置。具体可参照图4、图5或图6。在图4中，第七开关管s7为第七igbtq7,第八开关管s8为第八igbtq8；在图5中，第七开关管s7为第三二极管d3,第八开关管s8为第四二极管d4；在图6中，第七开关管s7为第一可控硅器件scr1,第八开关管s8为第二可控硅器件scr2。
72.需要说明的是，在本实施例中，脉冲输出模块30可用于通过内部的第四电容c4对反极性的待转换脉冲信号进行滤波，将交流的反极性的待转换脉冲信号转换为直流的反极性的待转换脉冲信号进行输出。其中，第三至第四二极管、第一至第二可控硅器件或第七至第八igbt主要作用是选择不同的电流回路，从而实现反向的脉冲信号的输出。第三至第四二极管、第一至第二可控硅器件或第七至第八igbt的具体工作工程可以参照上述第一电容c1和第一电感l1的充放电过程，此处不再赘述。
73.在本实施例中通过在脉冲输入模块10内设置三电平脉冲单元，将输入电压通过三电平脉冲单元中的多个开关管输入至谐振模块20，从而实现降低开关管的应力，在高压场合便于开关管的选型。
74.基于上述反极性开关电路的第一实施例和第二实施例，提出本实用新型反极性开关电路的第三实施例。
75.在本实施例中，在所述脉冲输出模块30包含所述三电平脉冲单元时，所述脉冲输出模块30包括：第七至第十开关管、输出开关单元以及输出电容单元；
76.其中，所述输出电容单元的第一端与第七开关管的第二端连接，所述输出电容单元的第二端与所述输出开关单元的第一端连接，所述输出开关单元的第二端分别与第七开关管的第一端以及第八开关管的第二端连接，所述输出开关单元的第三端与第九开关管的第一端以及所述第十开关管的第二端连接，所述第八开关管的第一端分别与所述第九开关管的第二端以及所述第一电感l1的第二端连接，所述第十开关管的第二端与所述输出电容单元的第三端以及脉冲输入模块10连接。
77.需要说明的是，在本实施例中，输出开关单元可以使用二极管或igbt，还可以使用其他具有单向导通功能的元器件，在此不做具体限定。在第一igbtq1导通的情况下，第二电容c2、第一igbtq1、第一电容c1、第一电感l1、第九igbtq9的体二极管和第十igbt10的体二极管组成储能回路，为第一电容c1以及第一电感l1进行充电。在第二igbtq2导通的情况下，第一电容c1、第二igbtq2、第五电容c5、第四电容c4、第七igbtq7的体二极管、第八igbtq8的体二极管和第一电感l1可以组成释能回路，通过第一电容c1和第一电感l1的放电为第四电容c4和第五电容c5进行充电，在第四电容c4的第二端和第五电容c5的第二端形成高电平，在第四电容c4的第一端和第五电容c5的第一端形成低电平，实现输出反向的脉冲信号。
78.在具体实施中，在所述第一igbtq1导通的情况下，第二电容c2提供的待转换脉冲信号可以通过上述储能回路对第一电容c1和第一电感l1进行充电。在第一电容c1与第一电感l1充电完成后，控制第一igbtq1截止，第二igbtq2导通，并通过上述释能回路对第一电容c1和第一电感l1进行放电，从而在第四电容c4和第五电容c5两端得到反极性的待转换脉冲信号。
79.在本实施例中，所述输出开关单元至少包括：第十一至第十二开关管，所述输出电容单元包括：第四至第五电容；
80.其中，第十一开关管的第一端分别与第四电容的第二端、第五电容的第一端以及所述第十二开关管的第二端连接，所述第十一开关管的第二端分别与第七开关管的第一端以及第八开关管的第二端连接，所述第十二开关管的第二端分别与所述第九开关管的第一端以及第十开关管的第二端连接，所述第四电容的第一端与所述第七开关管的第二端连接，所述第五电容的第二端与所述第十开关管的第一端以及脉冲输入模块连接；
81.需要说明的是，在本实施例中，第十一至第十二开关管可以是二极管或igbt。在所述输出开关单元包括第五至第六二极管时，参照图7，第一电容c1和第一电感l1上存储的能量可以通过上述放电回路为所述第四电容c4以及第五电容c5进行充电。在所述输出开关单元包括第十一igbtq11和第十二igbtq12时，参照图8，第一电容c1和第一电感l1经过第二igbtq2为第五电容c5进行充电，然后分为两条支路，第一条通过第十一igbtq11、第八igbtq8流入第一电感l1的第二端；第二条通过第四电容c4为第四电容c4进行充电，然后经过第七igbtq7、第八igbtq8流入第一电感l1的第二端。
82.在本实施例中，在脉冲输出模块30内设置三电平脉冲单元，将输出电压通过三电平脉冲单元中的多个开关管输出，从而实现降低输出开关管的应力，在高压场合便于开关管的选型。
83.基于上述实施例提出本实用新型第四实施例。在本实施例中，在所述脉冲输入模
块10和所述脉冲输出模块30均包含所述三电平脉冲单元时，所述脉冲输入模块10包括：第一至第四开关管、输入开关单元101以及输入电容单元102；所述脉冲输出模块30包括：第七至第十开关管、输出开关单元以及输出电容单元；
84.其中，所述输入电容单元102的第一端与第一开关管s1的第一端连接，所述输入电容单元的第二端与所述输入开关单元的第一端连接，所述输入电容单元的第三端与所述第四开关管s4的第二端、所述输出电容单元的第三端以及所述第十开关管s10的第一端连接，所述输入开关单元101的第二端分别与所述第一开关管s1的第二端以及第二开关管s2的第一端连接，所述输入开关单元101的第三端分别与第三开关管s3的第二端以及所述第四开关管s4的第一端连接，所述第二开关管s2的第二端与所述第三开关管s3的第一端以及所述第一电容c1的第一端连接，所述输出电容单元的第一端与第七开关管s7的第二端连接，所述输出电容单元的第二端与所述输出开关单元的第一端连接，所述输出开关单元的第二端分别与第七开关管s7的第一端以及第八开关管s8的第二端连接，所述输出开关单元的第三端与第九开关管s9的第一端以及所述第十开关管s10的第二端连接，所述第八开关管s8的第一端分别与所述第九开关管s9的第二端以及所述第一电感l1的第二端连接。
85.在本实施例中，所述输入开关单元至少包括：第五至第六开关管；所述输入电容单元包括：第二至第三电容；所述输出开关单元至少包括：第十一至第十二开关管，所述输出电容单元包括：第四至第五电容；
86.其中，第五开关管c5的第一端分别与所述第一开关管s1的第二端以及所述第二开关管s2的第一端连接，所述第五开关管s5的第二端与第二电容c2的第二端、所述第三电容c3的第一端以及所述第六开关管s6的第二端连接，所述第六开关管s6的第二端分别与所述第三开关管s3的第二端以及所述第四开关管s4的第一端连接，所述第二电容c2的第一端与所述第一开关管s1的第一端连接，所述第三电容c3的第二端与所述第四开关管s4的第二端、第十开关管的第一端以及第五电容c5的第二端连接，第十一开关管的第一端分别与第四电容c4的第二端、第五电容c5的第一端以及所述第十二开关管的第二端连接，所述第十一开关管的第二端分别与第七开关管的第一端以及第八开关管的第二端连接，所述第十二开关管的第二端分别与所述第九开关管的第一端以及第十开关管的第二端连接，所述第四电容c4的第一端与所述第七开关管的第二端连接。
87.需要说明的是，在本实施例中，反极性开关电路的具体结构可参照图9或图10，通过在脉冲输入模块10和脉冲输出模块30内均设置三电平脉冲单元，可以将待转换脉冲信号通过第二电容c2和第三电容c3进行输入；在输出反向的脉冲信号输出时，可以通过第四电容c4和第五电容c5进行输出。待转换脉冲信号的具体转换过程可以参照上述实施例，在此不做赘述。
88.应理解的是，在图9中，第五开关管s5为第一二极管d1，第六开关管s6为第二二极管d2，第十一开关管为第五二极管d5，第十二开关管为第六二极管d6；在图10中第五开关管s5为第五igbtq5，第六开关管s6为第六igbtq6，第十一开关管为第十一igbtq11，第十二开关管为第十二igbtq12。
89.在本实施例中提出一种反极性开关电路，该反极性开关电路中脉冲输入模块和脉冲输出模块中至少有一个模块包含三电平脉冲单元；在脉冲输入模块包含所述三电平脉冲单元时，脉冲输入模块接收待转换脉冲信号，并通过三电平脉冲单元与所述谐振模块组成
的储能回路将待转换脉冲信号输出至谐振模块；在脉冲输出模块包含三电平脉冲单元时，脉冲输出模块在储能回路断开时，通过三电平脉冲单元与谐振模块组成的释能回路将谐振模块内的待转换脉冲信号进行反向输出。本实施例通过三电平脉冲单元输入待转换脉冲信号和通过三电平脉冲单元输出反向的脉冲信号，有效降低脉冲输入开关管和输出开关管应力，从而解决在高压场合下开关管选型困难的问题。
90.为实现上述目的，本实用新型还提出一种变换装置，所述变换装置包括如上述的反极性开关电路。该反极性开关电路的具体结构参照上述实施例，由于变换装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
91.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。