[發明專利]單相光耦倍流型降壓整流器

在審

• 申請號: 201710144737.4
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106655820A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 廖無限;肖強暉;任于涵;胡正國;易槧槧;戴啟;廖曉宇;肖雅文;張健;湛政
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: H02M7/12
• 分類號: H02M7/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及倍流型整流器，更具體地說，是一種涉及單相光耦倍流型降壓整流器。

背景技術

當前，傳統倍流整流器多運用在高頻整流領域中，與全波整流電路相比，倍流整流器的高頻變壓器的副邊繞組僅需一個單一繞組，不用中心抽頭；與全橋整流電路相比，倍流整流電路使用的二極管數量少一半。因此，倍流整流電路結合了全波整流電路和全橋整流電路兩者的優點。當然，倍流整流電路要多使用一個輸出濾波電感，結構略顯復雜。但此電感的工作頻率及輸送電流均為全波整流電路所用電感的一半，因此可做得較小，也利于散熱，還能夠減少和改善輸出電壓的紋波。然而傳統倍流整流器也存在者一些問題有待進一步解決：

（1）傳統倍流整流器若要實現降壓整流輸出，通常要在其輸入端增加降壓變壓器與之進行匹配，由此會產生較高的成本；

（2）傳統倍流整流器僅適合高頻整流電路，其交流輸入端需要提供對稱的高頻正、負方波電源，通常不適用于正弦波、三角波、鋸齒波等其它形式的交流輸入端電源。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提供一種單相光耦倍流型降壓整流器，能夠克服傳統倍流整流器存在的缺陷。

傳統倍流整流器若要實現降壓整流輸出的功能，通常要在交流輸入端增加降壓變壓器與之進行匹配，每半個工作周期的主要導通路徑是從降壓變壓器的二次側的一端出發，經電感、輸出負載、其中的一個二極管，再回到降壓變壓器的二次側的另一端，此時從簡化的定量關系上來看，輸出電壓等于降壓變壓器的二次側的交流輸入電壓減去電感上的壓降與二極管的壓降，然而二極管的線性區較窄，其主要工作在開關區，因二極管的壓降很小，若忽略二極管的壓降，可以認為每半個工作周期的主要輸出電壓等于降壓變壓器二次側的交流輸入電壓減去電感上壓降。如果把二極管替換成線性區范圍較寬的光電耦合器，同時剔除降壓變壓器，則倍流整流器主要輸出電壓等于交流輸入電壓減去電感上的壓降，再減去光電耦合器輸出部分端口之間的壓降，也可以實現倍流整流器的降壓整流輸出。

為了實現上述發明的目的，本發明具體提供單相光耦倍流型降壓整流器技術方案是：包括主電路模塊和控制電路模塊兩大部分。

（1）所述的主電路模塊包含兩個交流輸入端口、兩個直流輸出端口和一個主電路，其中兩個交流輸入端口分別為交流輸入端口AC_H-in1和交流輸入端口AC_H-in2，兩個直流輸出端口分別為直流輸出端口DC_OUT+和直流輸出端口DC_OUT-，進一步，主電路又由電感L1、電感L2、光電耦合器U1輸出部分和光電耦合器U2輸出部分組成，交流輸入端口AC_H-in1與光電耦合器U2輸出部分的發射極、電感L2的一端相連，電感L2的另一端與直流輸出端口DC_OUT+、電感L1的一端相連，電感L1的另一端與光電耦合器U1輸出部分的發射極、交流輸入端口AC_H-in2相連，光電耦合器U1輸出部分的集電極與光電耦合器U2輸出部分的集電極、直流輸出端口的DC_OUT-相連；

（2）所述的控制電路模塊包含兩個交流輸入端口和一個控制電路，其中兩個交流輸入端口分別為交流輸入端口AC_L-in1和交流輸入端口AC_L-in2，進一步，控制電路又由電阻R1、電阻R2、光電耦合器U1輸入部分和光電耦合器U2輸入部分組成，交流輸入端口AC_L-in1與電阻R1的一端和電阻R2的一端相連，交流輸入端口AC_L-in2與光電耦合器U1輸入部分的二極管陰極、光電耦合器U2輸入部分的二極管陽極相連，電阻R1的另一端和光電耦合器U1輸入部分的二極管陽極相連，電阻R2的另一端和光電耦合器U2輸入部分的二極管陰極相連；

（3）主電路模塊的交流輸入端口AC_H-in1與交流輸入總線Line1相接，其交流輸入端口AC_H-in2與交流輸入總線Line2相連，控制電路模塊的交流輸入端口AC_L-in1與交流輸入總線Line1相連，其交流輸入端口AC_H-in2與交流輸入總線Line2相連，主電路模塊的直流輸出端口DC_OUT+與直流輸出端口DC_OUT-之間用于外接負載RL；

（4）把交流輸入總線Line1和交流輸入總線Line2之間工作電壓的周期分為正半周期和負半周期兩大部分：