[發(fā)明專利]單相可控整流電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210252000.1
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN102769394A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸飛;王男;楊喜軍;唐厚君
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M3/155
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種電力電子技術(shù)領(lǐng)域的單相可控整流電路，具體是一種可將220V交流電升壓至385V直流電壓和網(wǎng)側(cè)單位功率因數(shù)的電路。

背景技術(shù)

單相可控整流電路是家用電器和通信電源的重要組成部分。隨著我國家用電器和通信電源的迅猛發(fā)展，對于單相整流電路的需求越來越旺盛，對單相整流電路的輸入功率因數(shù)和電流諧波抑制要求也越來越高。穩(wěn)定性好，功率因數(shù)高的單相可控整流電路符合滿足清潔能源標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展要求，具有良好的應(yīng)用前景。

單相可控整流電路為了完成升壓直流輸出、單位功率因數(shù)和諧波抑制，可以采用帶隔離型的單相可控整流電路方案和非隔離型的單相可控整流電路方案。與帶隔離型的單相可控整流電路方案相比，非隔離型的單相可控整流電路方案具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，電源利用率高，穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。

經(jīng)過對現(xiàn)有適合高功率因數(shù)升壓變換器技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，“基于DSP的Boost?PFC軟開關(guān)變換器研究”（電力電子技術(shù),2012第2期）中描述的單相可控整流電路的結(jié)構(gòu)缺乏控制的靈活性，功率因數(shù)低，輸入電流諧波大，對電網(wǎng)的諧波污染明顯，不符合清潔能源標(biāo)準(zhǔn)。

為此需要采用單相可控整流電路，能實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)單位因數(shù)，電源利用率高，無諧波電流污染，而且供電質(zhì)量高。

綜上所述，現(xiàn)有的單相不控整流電路應(yīng)該改進成單相可控整流電路和采用單相功率因數(shù)校正器，實現(xiàn)單位輸入功率因數(shù)，降低諧波電流污染，實現(xiàn)電力環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種單相可控整流電路，使其實現(xiàn)升壓直流輸出，單位功率因數(shù)輸出，具有結(jié)構(gòu)簡單、控制簡便、成本低廉等優(yōu)點。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括依次級聯(lián)的整流電路、升壓電路和濾波電路，其中：整流電路的輸出端與升壓電路的輸入端相連，升壓電路的輸出端與濾波電路的輸入端相接，濾波電路的兩個端子即單相可控整流電路的輸出端。

所述的整流電路為單相不控整流電路：第一電容兩端與交流電源輸入端相連。第一二極管陽極與第一節(jié)點A相連，其陰極與第三節(jié)點C相連，第二二極管陽極與第四節(jié)點D相連，其陰極與第一節(jié)點A相連，第三二級管陽極與第二節(jié)點B相連，其陰極與第三節(jié)點C相連，第四二極管陽極與第四節(jié)點D相連，其陰極與第二節(jié)點B相連,第一～第四二極管構(gòu)成單相不控整流電路。

所述的升壓電路為單相可控整流電路：第一電感兩端分別與第三節(jié)點C和第五節(jié)點E相連。第一IGBT集電極與輸出正極相連，其發(fā)射極與第五節(jié)點E相連；第二IGBT集電極與第五節(jié)點E相連，其發(fā)射極與輸出負(fù)極相連；第三IGBT集電極與輸出正極相連，其發(fā)射極與第四節(jié)點D相連；第四IGBT集電極與第四節(jié)點D相連，其發(fā)射極與輸出負(fù)極相連。

所述的濾波電路為電容電路，第一電解電容正極與輸出正極相連，負(fù)極與輸出負(fù)極相連，第一電阻為穩(wěn)定電阻，其兩端與第一電解電容兩端并聯(lián)。

所述的升壓電路中所述的四個IGBT的門極接收PWM脈沖控制信號，并且使得四個IGBT的工作原理為：第一IGBT和第四IGBT組成第一組IGBT，第二IGBT和第三IGBT組成第二組IGBT。在一個開關(guān)周期中，第一組IGBT導(dǎo)通時第二組IGBT關(guān)斷，第一電感為第一電解電容供電；第一組IGBT關(guān)斷時第二組IGBT開通，第一電感充電，此時第一電解電容在第五節(jié)點E和第四節(jié)點D之間產(chǎn)生負(fù)壓，使得第一電感兩端壓差增大，電感電流變化增大，提高了控制的靈活性。通過控制第一組IGBT和第二組IGBT的占空比，可以實現(xiàn)直流升壓。通過控制直流側(cè)輸入電流和輸出電壓，可以在直流側(cè)完成功率因數(shù)校正。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明利用單相可控整流電路將交流電壓轉(zhuǎn)換為升高的直流電壓進行處理，提出了單相可控整流電路，電路結(jié)構(gòu)簡單，單位功率因數(shù)，輸出電壓穩(wěn)定性好，能夠滿足清潔能源標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明具有設(shè)計結(jié)構(gòu)新穎、通用性強、成本低廉等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電路原理圖；

圖2是由圖1衍生出的相關(guān)電路圖；

圖3是對圖2進一步改進的電路圖；

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。