[實用新型]一種單相電壓型變換器消除二次紋波電路

有效

• 申請號: 201220696215.8
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN202957745U
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 王輝;漆文龍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02M1/14
• 分類號: H02M1/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型涉及一種變換器消除二次紋波電路，尤其涉及一種單相電壓型變換器消除二次紋波電路。?

背景技術

在中小功率場合，單相變換器得到非常廣泛的應用。現有應用最廣的單相變換器為圖1所示H橋變換器，但當交流側電壓為交流，輸入電流為同頻率的交流時，直流側會產生二次紋波，該紋波會對直流側電能質量，系統的穩定性，以及直流側設備的壽命等都會造成不利的影響。傳統的解決方法為在直流側并聯非常大電容C_dc，用來抑制二次紋波，但此方法會導致整個變換器的體積增大，造價上升，系統的功率密度大大降低。并且，該方法只能抑制并不能消除直流側的二次紋波,當直流側電壓較高或對直流側電壓精度要求較高時，整個變換器的體積和造價更會大幅上升。?

對此，文獻與實用新型對上述H橋變換電路提出改進措施，例如，在期刊《IEEETRANSACTIONS?ON?INDUSTRIAL?ELECTRONICS》1997年，第44卷，第4期，第447至455頁中刊登“A?Unity?Power?Factor?PWM?Rectifier?with?DC?Ripple?Compensation”一文（作者Toshihisa?Shimizu等）提出在H橋變換器直流側附加一組開關管橋臂，將二次紋波能量存儲于交流側濾波電容；期刊《IEEE?TRANSACTIONS?ON?INDUSTRY?APPLICATIONS》2000年，第36卷，第5期，第1419至1429頁中刊登“DC?Ripple?Current?Reduction?on?a?Single-PhasePWM?Voltage-Source?Rectifier”一文（作者Toshihisa?Shimizu等）提出在H橋變換器直流側附加一組開關管橋臂，并將二紋波能量存儲于附加電感中。專利號為CA?02732525的加拿大專利提出一種消減直流側二次紋波的方法，其拓撲結構如圖2所示：該電路在保持原有H橋變換電路不變的前提下，在其直流側并聯雙向斬波電路，可以將此二次紋波功率存儲于附加電容C中。該電路與H橋變換電路相比，增加了兩個開關管，一個電感與一個附加電容，使得變換器的造價會提高，且由于附加開關管存在開關損耗與導通損耗，該電路的效率也會下降。?

上述三種方法均為在不改變原有H橋變換電路的基礎上，在變換器直流側附加開關管，并且加入儲能設備，通過控制附加開關管從而使二次紋波功率存儲于儲能設備中，它們均可以減小變換器的直流側電容C_dc，使系統的功率密度升高，體積降低。但以上三種方法均需要額外附加兩個開關管，大大增加了變換器的成本與系統出故障的概率，且由于附加開關管存?在開關損耗與導通損耗，從而大大降低了變換器的效率。?

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種單相電壓型變換器消除二次紋波電路，它具有用附加電容來吸收二次紋波功率，從而達到消減直流側二次紋波的優點。?

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：?

一種單相電壓型變換器消除二次紋波電路，它包括交流側、變換器和直流側，所述交流側通過電感與變換器連接，變換器的另一側與直流側連接，在直流側負端與交流側輸入端之間連接電容C。?

所述交流側分為第一交流端和第二交流端，所述變換器包括并聯的A相橋臂、B相橋臂和電容C_dc，第一交流端通過電感L2與變換器的A相橋臂連接，第二交流端通過電感L1與B相橋臂連接，電容C_dc與直流側連接，第二交流端與直流側負端連接有電容C。?

所述A相橋臂由串聯的開關管S1和開關管S2組成，B相橋臂由串聯的開關管S3和開關管S4組成，開關管S1和開關管S2的連接點與電感L2連接，開關管S3和開關管S4的連接點與電感L1連接。?

所述開關管S1、開關管S2、開關管S3和開關管S4為場效應管或絕緣柵晶體管。?

圖3中6與7為電源或負載，當交流側6為電源，直流側7為負載時，功率由交流側電源流入直流側負載，此變換器為PWM整流器；當交流側6為負載，直流側7為電源時，功率由直流側電源流入交流側負載，此變換器為逆變器；當6與7均為電源時，通過控制四個開關管可以控制功率的流向，此變換器為雙向變換器，即本實用新型的單相電壓型變換器可工作于整流與逆變兩種狀態。?