[發明專利]一種高功率因數整流器

在審

• 申請號: 201611060266.0
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN108123622A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 王波
• 申請（專利權）人: 王波
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M1/42
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 韓雪

本發明公開了一種高功率因數整流器，其特征在于：包括依次連接的輸入端、變壓器、進線電感和電阻、整流電路、直流側電感、電容、續流二極管、IGBT和控制系統；所述IGBT并聯續流二極管和直流側電感，所述直流側電感串聯電容，并連接負載；所述整流電路包括并聯的三個開關管，所述開關管上分別并聯二極管，同時串聯二極管。本發明通過三相相控整流器和降壓斬波器的結合，設計了新的整流電路，采用PWM脈寬調制控制，克服傳統的二極管整流器和相控整流器的諧波含量大和功率因數低的缺點，具有高功率因數和低諧波的優點。

技術領域

本發明涉及整流器，尤其是一種高功率因數整流器。

背景技術

隨著通信、電力和綠色電源技術的發展，直流電源在通信設備、電力自動化和車輛牽引驅動等方面得到了廣泛應用。在這些應用中，大多采用蓄電池來存儲直流電源，但其產生的諧波同時也污染了電網環境。高功率因數和高效率的整流電源在應用中降低了電網污染，所以愈來愈受到歡迎。

傳統的整流器由整流變壓器和二極管整流橋或相控晶閘管整流橋組成，因此網測功率因數低、諧波含量大，對電網造成了嚴重的污染，隨著電力電子技術的發展，具有高功率因數和低諧波含量的脈寬調制整流器的設計變得尤為重要。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種電路結構簡單、成本低廉和功率因數高，適用于各種中小功率通訊電源和蓄電池充電器的PWM整流器。

本發明采用的技術方案如下：

本發明一種高功率因數整流器，包括依次連接的輸入端、變壓器、進線電感和電阻、整流電路、直流側電感、電容、續流二極管、IGBT和控制系統；所述IGBT并聯續流二極管和直流側電感，所述直流側電感串聯電容，并連接負載；所述整流電路包括并聯的三個開關管，所述開關管上分別并聯二極管，同時串聯二極管。

以上整流器的設計通過控制開關管的導通與關斷時間，來實現對電容的充放電，控制輸出端電壓在一個恒定的值，同時控制輸入電流為正弦波形，并與輸入電壓同相位；能夠增強了傳統PFC電路的諧波抑制和功率因數校正能力，可實現單位功率因數；同時交流側的電感增強了電路的電磁兼容性；通過開關管的額定電流較小，可以降低了電路的傳導損失。

本發明一種高功率因數整流器，所述控制系統包括電流檢測電路、同步信號檢測電路、驅動保護電路、電壓檢測電路和單片機；所述電流檢測電路并聯于輸入端，同時連接單片機；所述同步信號檢測電路并聯于輸入端，同時連接單片機；所述驅動保護電路分別連接整流電路和單片機；所述電壓檢測電路并聯于電容，同時連接單片機；所述輸入端為三相輸入。

本發明一種高功率因數整流器，所述單片機采用TMS320LF2407。

本發明一種高功率因數整流器，所述IPM驅動保護電路采用PM50CSA160D器件，其包括IPM驅動電路、光耦隔離電路和保護電路；所述光耦隔離電路采用的是HCPL4504芯片。

本發明一種高功率因數整流器，還包括保護電路；所述IPM驅動保護電路還包括IGBT的觸發電路，其包括依次連接的RC并聯電路、脈沖變壓器和MOS管，所述MOS管上并聯有二極管。

以上IGBT的觸發電路，當正信號輸入時，變壓器電壓經二極管向IGBT提供開通電壓并給門極結電容充電，MOS管受反偏而不導電，阻斷門極結電容放電；當負信號輸入時，抽出IGBT電容的電荷，使其關斷；從而實現IGBT的觸發，能夠很好的控制觸發。

本發明一種高功率因數整流器，所述保護電路包括過流保護電路和過壓保護電路；所述過流保護電路包括依次連接的交流斷路器、快速熔斷器和SCR整流橋。

以上過流保護電路，當發生過流時，電子保護電路輸出觸發信號使SRC導通將電路短路，從而使熔斷器快速熔斷而切斷電路的電源。