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申请/专利权人：广东工业大学

摘要：本发明公开了一种多电平光子电能变换器及其逆变方法：变换器主要包括一个直流输入、一个RGB色彩模式的LED、五个开关管、三个电阻、两个光电二极管、一个负载；其逆变方法是通过控制LED的光通量实现多电平的逆变。针对传统开关逆变器结构复杂、输出电平数较低、输出波形畸变率较大等问题，一种多电平光子电能变换器及其逆变方法根据光电二极管在不同波长下的相对光谱灵敏度特性，通过拓扑设计和控制策略实现光子电能变换器DC‑AC电能变换，用五个开关管实现了理论上的N电平N为任意正整数；相比于传统开关变换器，该光子电能变换器结构简单、应用范围广、电气隔离性高，且具有低电磁干扰、低输出纹波和低元件功耗的优点。

主权项：1.一种多电平光子电能变换器，其特征在于，包括：主电路单元和主控制单元；所述主电路单元包括：直流电源DC、第一LED包括第二LED_R、第三LED_G、第四LED_B、第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、输出侧PV1、输出侧PV2、负载Z；所述直流电源DC的正极与所述第一电阻R1的第一端、所述第二电阻R2的第一端以及所述第三电阻R3的第一端连接；所述直流电源DC的负极与所述第一开关管S1的第二端、所述第二开关管S2的第二端以及所述第三开关管S3的第二端连接；所述第二LED_R的正极与所述第一电阻R1的第二端连接；所述第二LED_R的负极与所述第一开关管S1的第一端连接；所述第三LED_G的正极与所述第二电阻R2的第二端连接；所述第三LED_G的负极与所述第二开关管S2的第一端连接；所述第四LED_B的正极与所述第三电阻R3的第二端连接；所述第四LED_B的负极与所述第三开关管S3的第一端连接；所述输出侧PV1与所述输出侧PV2反接并联；所述输出侧PV1的正极与所述输出侧PV2的负极、所述负载Z的第一端连接；所述输出侧PV1的负极与所述输出侧PV2的正极、所述负载Z的第二端连接;所述主控制单元包括：电流传感器、电压传感器、运算放大器AMP、第一加法器SUM1、第二加法器SUM2、第四电阻Rf、控制单元、第一PWM1、第二PWM2、第三PWM3、第四PWM4、第一驱动电路1、第二驱动电路2、第三驱动电路3、第四驱动电路4、非门INV；所述电流传感器的输入端与所述直流电源DC的正极连接，所述电流传感器的输出端与所述运算放大器AMP的反相输入端连接；所述电压传感器的输入端与所述负载Z的第一端连接，所述电压传感器的输出端与所述第一加法器SUM1的负输入端连接；所述第一加法器SUM1的输出端与所述第二加法器SUM2的第二正输入端连接；所述运算放大器AMP的反相输入端与所述第四电阻Rf的第一端连接，所述运算放大器AMP的同相输入端接地，所述运算放大器AMP的输出端与所述第四电阻Rf的第二端、所述第二加法器SUM2的第一正输入端连接；所述控制单元的输入端与所述第二加法器SUM2的输出端连接，所述控制单元的第一输出端与所述第一PWM1的输入端连接，所述第一PWM1的输出端与所述第一驱动电路1的输入端连接，所述第一驱动电路1的输出端与所述第一开关管S1的栅极连接，所述控制单元的第二输出端与所述第二PWM2的输入端连接，所述第二PWM2的输出端与所述第二驱动电路2的输入端连接，所述第二驱动电路2的输出端与所述第二开关管S2的栅极连接，所述控制单元的第三输出端与所述第三PWM3的输入端连接，所述第三PWM3的输出端与所述第三驱动电路3的输入端连接，所述第三驱动电路3的输出端与所述第三开关管S3的栅极连接，所述控制单元的第四输出端与所述第四PWM4的输入端连接，所述第四PWM4的输出端与所述第四驱动电路4的输入端连接，所述第四驱动电路4的输出端与所述第四开关管S4的栅极、所述非门INV的输入端连接，所述非门INV的输出端与所述第五开关管S5的栅极连接。

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