[實(shí)用新型]高整流效率電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220664811.8
• 申請(qǐng)日: 2012-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203193482U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡家培;胡民海
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安智海電力科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M1/088
• 分類(lèi)號(hào): H02M1/088
• 代理公司: 西安智邦專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 陳廣民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高整流效率電路，屬于電源轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來(lái)，光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、蓄電池供電等交流低壓、直流低壓供電的可再生新能源系統(tǒng)被廣泛使用，提高低壓新能源供電系統(tǒng)的供電效率、供電質(zhì)量、供電可靠性勢(shì)在必行。

目前本領(lǐng)域公知電源轉(zhuǎn)換基本采用：

1、交流（AC）輸入，采用全波整流器把輸入交流（AC）電源整流為直流（DC）電源,再進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換為直流（DC）輸出。此種方案解決了較高輸入電壓交流電源和小功率電源的轉(zhuǎn)換問(wèn)題。但在低電壓交流電源輸入和大功率電源轉(zhuǎn)換時(shí)，因?yàn)锳C/DC整流電路的電壓降較高，而產(chǎn)生很高的功耗，使電源轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換效率很低。

2、直流（DC）輸入，直接進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換為直流（DC）輸出。此種方案解決了固定設(shè)備供電問(wèn)題。但使用可靠性較低，尤其是在移動(dòng)性設(shè)備，經(jīng)常需要重新連接輸入電源的設(shè)備，一旦出現(xiàn)電源極性接反的情況，就會(huì)產(chǎn)生輸入短路事故。因此一些要求可靠性較高的設(shè)備，在轉(zhuǎn)換器輸入端加入直流定向整流電路。在低電壓直電源輸入和大功率電源轉(zhuǎn)換時(shí)，因?yàn)橹绷髯R(shí)別定向整流電路的電壓降較高，而產(chǎn)生很高的功耗，使電源轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換效率很低。

3、為了提高低壓供電效率、降低線(xiàn)路電流一般采用升壓式（BOOST）直流（DC）供電方式。升壓式（BOOST）直流（DC）供電當(dāng)輸出產(chǎn)生短路故障，輸出電壓低于輸入電壓時(shí)BOOST電路功能失效，輸入電源直接對(duì)負(fù)載短路，大電流（大功率）系統(tǒng)短路保護(hù)控制難度很大。

以常規(guī)整流（識(shí)別定向）電路在輸入為低壓新能源電源為例進(jìn)行說(shuō)明，輸入電壓Ui=10V(AC、DC），輸入電流Ii=20A，輸入功率Pi=10×20=200W，整流（識(shí)別定向）電路壓降Ud=2V，整流（識(shí)別定向）電路耗為：Pd=2×20=40W，輸出功率Po=200-40=160W，其整流（識(shí)別定向）效率為：E=160/200=0.8，由此可見(jiàn)常規(guī)整流（識(shí)別定向）電路在輸入為低壓新能源電源時(shí)，功耗很大，效率很低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種高整流效率電路，主要解決了現(xiàn)有低壓新能源電源轉(zhuǎn)換器功耗高、效率低、可靠性差的問(wèn)題。

本發(fā)明的具體技術(shù)解決方案如下：

該高整流效率電路，包括輸入電流采樣電路和輸出電流采樣電路，所述輸入電流采樣電路的輸入端與輸入電源的輸出端連接，輸出電流采樣電路的輸入端與負(fù)載的輸入端連接，輸入電流采樣電路和輸出電流采樣電路的輸出端均依次通過(guò)調(diào)寬式脈沖控制電路、驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路、VMOS開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路與VMOS開(kāi)關(guān)電路的輸入端連接，所述VMOS開(kāi)關(guān)電路的輸入端還通過(guò)續(xù)流電感與輸入電源的輸出端連接，VMOS開(kāi)關(guān)電路的輸出端依次通過(guò)反向隔離電路、儲(chǔ)能濾波電路和負(fù)載連接；VMOS開(kāi)關(guān)電路的輸出端還通過(guò)續(xù)流電壓采樣電路與驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路的輸入端連接；所述調(diào)寬式脈沖控制電路、驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路、VMOS開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路和續(xù)流電壓采樣電路組成控制電路；

所述續(xù)流電感是設(shè)置在輸入電源輸出端正端上的差模對(duì)稱(chēng)電感；VMOS開(kāi)關(guān)電路包括兩個(gè)串聯(lián)的VMOS管組，輸入電源通過(guò)續(xù)流電感依次與兩個(gè)VMOS管組在反向隔離電路輸入端之前串聯(lián)；所述VMOS開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路包括兩個(gè)并聯(lián)的驅(qū)動(dòng)器，各驅(qū)動(dòng)器分別與兩個(gè)VMOS管組的輸入端連接；

所述續(xù)流電壓采樣電路包括由穩(wěn)壓二極管Z3，濾波電容C11，分壓電阻R3，R4組成的輸出采樣電路和由穩(wěn)壓二極管Z4，濾波電容C12，分壓電阻R1，R5組成的輸入采樣電路，所述輸出采樣電路的輸出端為R4與R3之間的節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)與驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路輸入端的一個(gè)接口連接，輸入采樣電路的輸出端為R1與R5之間的節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)與驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路輸入端的另一個(gè)接口連接。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明提供的高整流效率電路有XC/DC擴(kuò)展(XC)形、無(wú)極性、多波形、寬頻率電源輸入，DC(直流)輸出,自動(dòng)極性識(shí)別定向、高轉(zhuǎn)換效率、高功率因數(shù)、高可靠性、高功率密度、低成本等優(yōu)勢(shì)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明電路原理框圖；

圖2為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為輸入電源為Ac正弦波時(shí)的單周期波形圖。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)各重要電路的功能進(jìn)行說(shuō)明：

續(xù)流電感：利用電感特性對(duì)輸入電源進(jìn)行升壓；

VMOS開(kāi)關(guān)電路：VMOS開(kāi)關(guān)電路導(dǎo)通期間，續(xù)流電感中有電流通過(guò)；VMOS開(kāi)關(guān)電路關(guān)斷期間，續(xù)流電路導(dǎo)通，使續(xù)流電感中電流繼續(xù)導(dǎo)通，產(chǎn)生高壓，對(duì)儲(chǔ)能濾波電路進(jìn)行充電，充電后由儲(chǔ)能濾波電路對(duì)負(fù)載進(jìn)行供電；

儲(chǔ)能濾波電路：VMOS開(kāi)關(guān)電路關(guān)斷期間充電并對(duì)負(fù)載供電；