[發(fā)明專利]基于能量回饋的直流有源濾波的實現(xiàn)方法

有效

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• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN102710107A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王磊
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02M1/14
• 分類號: H02M1/14
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于能量回饋的不可控整流電源直流有源濾波的實現(xiàn)方法，尤其適合于大功率、高穩(wěn)定度、低紋波要求的不可控整流電源。

背景技術(shù)

大功率、高穩(wěn)定度直流電源是現(xiàn)代科學(xué)研究的一種必不可少的裝置，目前受電力電子器件的限制，大功率、高穩(wěn)定度直流電源均由不可控整流設(shè)備整流得到，并采用由電感、電容組成的無源濾波器以抑制直流輸出中的高次紋波，采用串聯(lián)或并聯(lián)型的有源濾波器以抑制直流輸出中的低次紋波。由于串聯(lián)型直流有源濾波器直接串聯(lián)在直流主回路中，存在功率損耗大的缺陷；而并聯(lián)型直流有源濾波器的濾波效果不甚理想，且低次紋波能量通過電阻泄放，影響了大功率、高穩(wěn)定度直流電源的工作效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有直流有源濾波器的不足，提供一種基于能量回饋的直流有源濾波的實現(xiàn)方法。以實現(xiàn)大功率不可控整流電源直流側(cè)低次紋波的轉(zhuǎn)換，使其一部分轉(zhuǎn)換成易于被直流側(cè)無源濾波器濾除的高次紋波，另一部分轉(zhuǎn)換成直流分量可直接回饋至直流主回路中加以利用。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明基于能量回饋的直流有源濾波的實現(xiàn)方法的特點是：利用與直流負(fù)載并聯(lián)的線性調(diào)整電路，使得大功率不可控整流電源輸出的大部分低次紋波電流由所述線性調(diào)整電路13通過，減小低次紋波電流對直流負(fù)載的影響。

本發(fā)明基于能量回饋的直流有源濾波的實現(xiàn)方法的特點也在于：

兩組線性調(diào)整管以達(dá)林頓型式構(gòu)成所述線性調(diào)整電路，所述兩組線性調(diào)整管的公共端接直流負(fù)載的正極性端，另外兩端分別外接穩(wěn)壓電源，為兩組線性調(diào)整管可靠工作在各自的線性放大區(qū)提供直流電壓偏置。

兩組DC/DC變換器經(jīng)過一個高頻變壓器連接，構(gòu)成一個雙向DC/DC變換器，所述雙向DC/DC變換器的兩個端口經(jīng)無源濾波器接在大功率不可控整流電源的直流輸出側(cè)，用于回饋低次紋波能量；另外兩個端口經(jīng)穩(wěn)壓電容分別接在直流負(fù)載的負(fù)極性端和線性調(diào)整電路中穩(wěn)壓電源的負(fù)極性端。

本發(fā)明基于能量回饋的直流有源濾波的實現(xiàn)方法的特點還在于：

設(shè)置大功率不可控整流電源經(jīng)直流濾波電感、直流濾波電容供給直流負(fù)載；

設(shè)置第一DC/DC變換器和第二DC/DC變換器經(jīng)高頻變壓器連接，構(gòu)成四端口雙向DC/DC變換器；所述四端口雙向DC/DC變換器的兩個端口經(jīng)無源濾波器接在大功率不可控整流電源的直流側(cè)，另外兩個端口經(jīng)穩(wěn)壓電容分別接在直流負(fù)載的負(fù)極性端和線性調(diào)整電路中穩(wěn)壓電源的負(fù)極性端；

所述線性調(diào)整電路由穩(wěn)壓電源、充電調(diào)整管和放電調(diào)整管構(gòu)成，以所述充電調(diào)整管和放電調(diào)整管組成推挽電路，充電調(diào)整管的發(fā)射極與放電調(diào)整管的集電極相連接，公共連接點與直流負(fù)載的正極性段相連；充電調(diào)整管的集電極與穩(wěn)壓電源的正極性端相連，放電調(diào)整管的發(fā)射極與穩(wěn)壓電源的的負(fù)極性端相連，由所述穩(wěn)壓電源為所述充電調(diào)整管和放電調(diào)整管調(diào)整管提供直流偏置電壓。

本發(fā)明基于能量回饋的直流有源濾波的實現(xiàn)方法的特點還在于：當(dāng)檢測到大功率不可控整流電源輸出存在正方向低次紋波電流時，控制低次紋波能量由線性調(diào)整電路引至雙向DC/DC變換器，實現(xiàn)低次紋波的分流濾除，并在雙向DC/DC變換器中實現(xiàn)低次紋波的高頻化和能量反饋至直流回路；當(dāng)檢測到大功率不可控整流電源輸出存在負(fù)方向低次紋波電流時，控制直流能量由雙向DC/DC變換器引至線性調(diào)整電路，實現(xiàn)低次紋波的注入補償。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：

本發(fā)明采用了并聯(lián)線性有源濾波和雙向DC/DC變換，將大功率不可控整流電源直流輸出的低次紋波通過并聯(lián)線性調(diào)整管引入雙向DC/DC回路，在其中實現(xiàn)低次紋波的能量反饋和高頻化。本發(fā)明方法既便于通過高頻變壓器將低次紋波的能量反饋至直流電路主回路中，也可以將低次紋波高頻化，便于被主回路中的無源濾波器抑制，降低了注入直流主回路中的低次紋波。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理示意圖；

圖中標(biāo)號：1大功率不可控整流電源；2直流濾波電感，3直流濾波電容，4直流負(fù)載，5充電線性調(diào)整管，6放電線性調(diào)整管，7穩(wěn)壓電源，8第一DC/DC變換器，9第二DC/DC變換器，10高頻變壓器，11雙向DC/DC變換器的無源濾波器，12雙向DC/DC變換器的穩(wěn)壓電容；13線性調(diào)整電路；14雙向DC/DC變換器。

具體實施方式