[發(fā)明專利]一種有源濾波整流電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910058591.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN109768720B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汲克鳳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 汲克鳳
• 主分類號(hào): H02M7/219
• 分類號(hào): H02M7/219;H02M3/335
• 代理公司: 蕪湖安匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 馬榮

本發(fā)明公開了一種有源濾波整流電路，包括整流環(huán)節(jié)電路、直流環(huán)節(jié)電路，所述整流環(huán)節(jié)電路包括輸入電抗L1、若干功率元件組成的主功率電路、控制電路、采樣電路，所述采樣電路將采集的電壓、電流數(shù)據(jù)送入到控制電路中，所述控制電路輸出控制信號(hào)至主功率電路，交流電經(jīng)輸入電抗L1送入至主功率電路，所述主功率電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電后送入到直流變換環(huán)節(jié)電路中，經(jīng)直流變換環(huán)節(jié)后輸出。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，既能滿足輸入功率因數(shù)規(guī)定，還能夠調(diào)節(jié)輸出電壓。系統(tǒng)的相當(dāng)于傳統(tǒng)的兩級(jí)式結(jié)構(gòu)，減少了元件數(shù)量，提高了轉(zhuǎn)換效率高、無(wú)需外加低頻隔離變壓器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通訊電源供電領(lǐng)域，特別涉及一種有源濾波電路。

背景技術(shù)

通信電信網(wǎng)絡(luò)的能源來(lái)源在于通信電源端，功能在于提供直流交流電源，是電信通信網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有不斷改進(jìn)通信電源性能，提高供電效率，才能使得整個(gè)通信供電網(wǎng)絡(luò)的高效與節(jié)能。在電力電子技術(shù)中，從電網(wǎng)獲取交流電經(jīng)整流得到直流電是通訊電源中最常用的一種變流方案，在其中大電容的作用是為了降低紋波的輸出電壓。在上述方案中只有當(dāng)輸入電壓大于輸出直流電壓的瞬間，整流二極管才會(huì)導(dǎo)通因此整流二極管的導(dǎo)通角小于度，輸入電流并不是和輸入電壓同波形的正弦波，而是發(fā)生了嚴(yán)重的畸變。這種畸變的尖峰脈沖狀電流除了含有工頻基波分量外，還含有各種高次諧波，會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的諧波“污染”。而電流波形的畸變被認(rèn)為是一種“電力公害”，其危害包括電網(wǎng)電壓畸變、無(wú)功損耗與電磁干擾等。

隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，全控器件如MOSFET、IGBT的出現(xiàn)，人們提出了經(jīng)典的兩級(jí)式供電方案，即前級(jí)交流-直流轉(zhuǎn)換電路加上后級(jí)直流-直流轉(zhuǎn)換電路。但是兩級(jí)式的供電方案存在成本過(guò)高、元器件數(shù)量較多以及控制復(fù)雜等缺點(diǎn)。近些年行業(yè)內(nèi)提出了單級(jí)有源濾波電路，其單級(jí)有源濾波電路一般為升壓電路(boost拓?fù)?，且電流工作模式為斷續(xù)模式(DCM模式)，其存在如下缺點(diǎn)：(1)工作電流存在較大電流尖峰，增加了電路中開關(guān)器件的電氣應(yīng)力以及電磁干擾。(2)為了降低損耗以及應(yīng)對(duì)輕載工況，功率器件的開關(guān)頻率變化范圍較寬，增加了控制的復(fù)雜性和濾波元件的設(shè)計(jì)難度。(3)斷續(xù)工作模式下的尖峰電流增加了電路中無(wú)源元件(如電感)的成本、體積和制造難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有源濾波電路，該電路可提高電路的轉(zhuǎn)換效率以及降低輸出電壓波紋幅值。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種有源濾波整流電路，包括整流環(huán)節(jié)電路、直流環(huán)節(jié)電路，所述整流環(huán)節(jié)電路包括輸入電抗L1、若干功率元件組成的主功率電路、控制電路、采樣電路，所述采樣電路將采集的電壓、電流數(shù)據(jù)送入到控制電路中，所述控制電路輸出控制信號(hào)至主功率電路，交流電經(jīng)輸入電抗L1送入至主功率電路，所述主功率電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電后送入到直流變換環(huán)節(jié)電路中，經(jīng)直流變換環(huán)節(jié)后輸出。

所述主功率電路包括功率元件晶體管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7，晶體管Q1的發(fā)射極與晶體管Q4的集電極連接，晶體管Q1的集電極分別連接Q2的集電極、Q3的集電極，晶體管Q2的發(fā)射極與Q5的集電極連接，晶體管Q3的發(fā)射極與Q6的集電極連接，晶體管Q4的發(fā)射極與晶體管Q7的集電極連接，晶體管Q5、Q6、Q7的發(fā)射極相關(guān)連接在一起；三相交流電三個(gè)相線分別與Q1的發(fā)射極、Q2的發(fā)射極、Q3的發(fā)射極。

所述采樣電路包括三相電流采樣電路、三相電壓采樣電路，所述三相電壓采集電路與鎖相環(huán)控制器連接，所述鎖相環(huán)控制器與旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換器連接，旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換器的輸入端輸入采集的三相電壓、三相電流；所述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換器輸出端輸出電壓值與給定電壓值通過(guò)減法器相差后輸入至第一比例積分控制器得到電流給定值，電流給定值與采樣得到的電流反饋值相差后送入到第二比例積分控制器中后輸出調(diào)制波信號(hào)，調(diào)制波信號(hào)送入到脈沖調(diào)制發(fā)生器產(chǎn)生脈寬可變的脈沖波形，利用脈沖波形控制主功率電路中各功率元件的導(dǎo)通。