[發明專利]一種雙頻單相PWM整流器

有效

• 申請號: 201710361677.1
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107623450B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 楊立永;劉碩;景生赟;劉啟帆;王元;韓碩;王云昊
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: H02M7/12
• 分類號: H02M7/12;H02M1/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及整流器技術領域，具體涉及一種雙頻單相PWM整流器，它包括器殼，該器殼內設置有電路板，該電路板上包括控制單元和主回路單元；所述主回路單元由低頻功率單元和高頻消諧單元構成；它通過新型的拓撲結構，降低所需電力濾波器的電感量，從而減小電感體積，降低PWM整流器的成本，簡化PWM整流器的控制難度，降低大功率開關器件的開關頻率，提高整流器的效率和功率密度。

【技術領域】

本發明涉及整流器技術領域，具體涉及一種雙頻單相PWM整流器。

【背景技術】

PWM整流器技術是將交流電能轉換為直流電能的主要技術，一般需要使用自關斷功率器件。由于PWM整流器的交流側電流中含有諧波成分，而電網對電流諧波有著嚴格的要求，為此需要采取措施，對電流諧波進行抑制，以減小對電網的污染。同時為了降低PWM整流器的損耗，希望降低功率器件的開關頻率，開關頻率越低，損耗越小，但諧波越大。

目前主要采用在交流側增加電力濾波器的方法，對PWM整流器的電流諧波進行抑制，按照濾波器的不同，可分為L型PWM單相整流器和LCL型PWM 單相整流器。在L型PWM單相整流器中，使用電感作為抑制電流諧波的電力濾波器，在LCL型PWM單相整流器中，使用一電容兩電感組成的濾波電路作為電力濾波器。

在L型PWM單相整流器中，濾波器的電感值決定著濾波器的體積和成本。濾波器的電感值越大，體積越大，成本越高。而且，在濾波器的工作過程中，電流流過電感時，一方面由于電感上的電阻會產生熱損耗，另一方面由于電感的感抗會導致交流壓降；熱損耗降低了整流器的效率，電感上的壓降限制了直流電壓的調節范圍。同時，為了提高PWM整流器的效率，期望降低功率器件的開關頻率，而開關頻率越低，需要的電感值越大。因此，L型PWM整流器存在的主要問題是體積大、成本高、效率低，不利于PWM整流器的低頻化。

在LCL型PWM單相整流器中，LCL濾波器是由兩個電感和一個電容通過串并聯組合構成的，在實際應用中，需要對兩個電感值和一個電容值進行精確匹配，否則就會發生諧振。在設計控制器的過程中，需要對濾波器的狀態進行測量和反饋，對控制器的參數進行精確整定，否則就不能達到預期的控制效果。因此，LCL型PWM單相整流器存在的主要問題是元器件多、體積大、成本高、結構復雜，控制難度大等。

可見，L型和LCL型單相PWM整流器，雖然能夠實現諧波抑制，但是都存在著體積大、成本高的缺點，同時功率器件的開關頻率較高，無法通過降低主回路的開關損耗，來提高PWM整流器的效率。

【發明內容】

本發明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種雙頻單相PWM 整流器。

本發明所述的一種雙頻單相PWM整流器，它包括器殼，該器殼內設置有電路板，該電路板上包括控制單元和主回路單元；所述主回路單元由低頻功率單元和高頻消諧單元構成；

所述低頻功率單元包含四個全控型開關器件(VT1-VT4)、四個功率二極管(VD1-VD4)和濾波電容C1；所述VT1與VT2串聯，VT3和VT4串聯，均并在兩根輸電導線上，兩根輸電導線的輸出端分別為端子A和端子B；所述濾波電容C1并聯在兩根輸電導線上；四個全控型開關器件(VT1-VT4)中，每個全控型開關器件對應反并聯一個功率二極管，其中：VT1反并聯VD1，VT2反并聯VD2、VT3反并聯VD3、VT4反并聯VD4；形成低頻功率分電路；

所述高頻消諧單元包含四個全控型開關器件(VT5-VT8)、四個功率二極管(VD5-VD8)和濾波電容C2；所述VT5與VT6串聯，VT7和VT8串聯，均并在兩根輸電導線上；四個全控型開關器件(VT5-VT8)中，每個全控型開關器件反并聯一個功率二極管，其中：VT5反并聯VD5，VT6反并聯VD6，VT7 反并聯VD7，VT8反并聯VD8；形成高頻消諧分電路；