[發明專利]適用于高壓擴流結構的單相光耦倍流型降壓整流器

在審

• 申請號: 201710144752.9
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN107070266A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 廖無限;肖強暉;肖雅文;張健;湛政;任于涵;胡正國;易槧槧;戴啟;廖曉宇
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M7/23;H02M1/14
• 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，是一種涉及適用于高壓擴流結構的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）傳統倍流整流器不能直接應用于高壓型整流電路，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；

（3）傳統倍流整流器內部使用的器件一旦固化難以實現擴大輸出電流，不便于直接實現擴大電源輸出功率。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提供一種適用于高壓擴流結構的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輸出部分與三極管組成一個達林頓結構的復合管，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，傳統倍流整流器內部使用的器件一旦固化難以實現擴大輸出電流，不便于直接實現擴大電源輸出功率。

為了實現上述發明的目的，本發明具體提供適用于高壓擴流結構的單相光耦倍流型降壓整流器技術方案是：包括主電路模塊、控制電路模塊和同步降壓模塊三大部分。

（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、三極管T1、光電耦合器U2輸出部分和三極管T2組成，其中光電耦合器U1輸出部分與三極管T1組成一個達林頓結構的復合管，即光電耦合器U1輸出部分的發射極與三極管T1的基極相連，光電耦合器U1輸出部分的集電極與三極管T1的集電極相連，而光電耦合器U2輸出部分與三極管T2組成另一個達林頓結構的復合管，即光電耦合器U2輸出部分的發射極與三極管T2的基極相連，光電耦合器U2輸出部分的集電極與三極管T2的集電極相連，交流輸入端口AC_H-in1與三極管T2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的另一端與三極管T1的發射極、交流輸入端口AC_H-in2相連，三極管T1的集電極與三極管T2的集電極、直流輸出端口DC_OUT-相連；

（2）所述的同步降壓模塊包含兩個交流輸入端口、兩個降壓的同步輸出端口和一個同步降壓電路，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-in2，兩個降壓的同步輸出端口分別為同步輸出端口SY_OUT1和同步輸出端口SY_OUT2，同步降壓電路由常規器件組成，其作用是保持主電路模塊的兩個交流輸入端口與同步降壓模塊的兩個同步輸出端口之間信號同步，并且降低其輸出電壓的幅值，用以匹配所述控制電路模塊的工作參數；