一种单相倍压式交错并联功率校正电路

专利2025-04-15  19


本发明涉及一种单相整流器,特别是一种单相倍压式交错并联功率校正电路。


背景技术:

1、随着现代电子技术的不断发展,整流器作为电力转换中的核心部件,其性能和应用范围也在不断提升和拓展。传统整流器在电力转换中虽然应用广泛,但存在工作效率低、输出电压波动大等问题。


技术实现思路

1、本发明提出一种单相倍压式交错并联功率校正电路,该校正电路可以使电路在开关上具有低电压应力,从而降低成本和开关损耗,相比于传统的升压转换器由于电路中的寄生电阻而不能提供高电压增益。该校正电路结合了单相交错并联技术和倍压整流电路的优势,通过多个功率变换器单元交错并联运行,并采用倍压整流电路实现电压的倍增。

2、本发明采取的技术方案为:

3、一种单相倍压式交错并联功率校正电路,该电路包括:

4、电感l1、电感l2、二极管d1~d8、开关管s1~s2、电容c1、电容c2、电容c3、负载rl;

5、交流电源ug的一端分别连接二极管d1的阳极、二极管d3的阴极,其连接节点构成节点a;

6、交流电源ug的另一端分别连接二极管d2的阳极、二极管d4的阴极,其连接节点构成节点b;

7、二极管d1的阴极分别连接二极管d2的阴极、电感l1的一端、电感l2的一端,其连接节点构成节点c;

8、二极管d3的阳极分别连接二极管d4的阳极、开关管s1的源极、开关管s2的源极、电容c2的负极、负载rl的另一端,其连接节点构成节点d;

9、电感l1的另一端分别连接开关管s1的漏极、二极管d5的阳极、电容c3的一端,其连接节点构成节点h;

10、电感l2的另一端分别连接开关管s2的漏极、二极管d6的阳极,其连接节点构成节点g;节点g连接节点h;

11、二极管d5的阴极分别连接二极管d6的阴极、二极管d8的阳极、电容c1的另一端、电容c2的一端,其连接节点构成节点o;

12、电容c3的另一端分别连接二极管d7的阳极、二极管d8的阴极,其连接节点构成节点e;

13、二极管d7的阴极分别连接电容c1的一端、负载rl的一端,其连接节点构成节点p。

14、所述开关电容c3、电容c1、二极管d7、二极管d8连接构成开关电容电路,形成倍压结构。

15、单相倍压式交错并联功率校正电路,包括6种工作模态:

16、模态1:开关管s2关断,s1导通,电流流经电感l1,开关管s1后返回交流电源ug;此时交流电源ug向电感l1充电;电感l2,通过二极管d6同时向电容c2、负载rl充电;电容c3通过二极管d7向电容c1充电;电感l1中的电流从零开始线性上升,电感l2中的电流继续下降;

17、模态2:开关管s2继续关断,s1继续导通,电流流经电感l1,开关管s1后返回交流电源ug;此时交流电源ug继续向电感l1充电;电容c2通过二极管d8向电容c3充电;电感l2中的电流已经下降为0,电感l1中的电流继续上升;

18、模态3:开关管s1、s2全部关断,电感l1通过二极管d5向负载rl、电容c2放电;电感l2放电为零;电容c3通过二极管d7向电容c1充电;电感l1中的电流开始线性下降,电感l2中的电流继续为0;

19、模态4:开关管s1关断,s2导通,电流流经电感l2,开关管s2后返回交流电源ug;此时交流电源ug向电感l2充电;电感l1通过二极管d5向负载rl和电容c2充电;电容c3通过二极管d7向电容c1充电;电感l1中的电流继续线性下降,电感l2中的电流开始线性上升;

20、模态5:开关管s1继续关断,s2继续导通,电流流经电感l2,开关管s2后返回交流电源ug;此时交流电源ug继续向电感l2充电;电容c2通过二极管d8向电容c3充电;电感l1中的电流下降为0,电感l2中的电流继续上升;

21、模态6:开关管s1、s2全部关断,电感l2通过二极管d6同时向负载rl、电容c2充电;电容c3通过二极管d7向电容c1充电;电感l1中的电流继续为0,电感l2中的电流开始线性下降。

22、6种工作模态中,电容电压u1=u2=1/2udc。

23、本发明一种单相倍压式交错并联功率校正电路,有益效果如下:

24、1、本发明功率校正电路本身具有升压、整流功能,通过倍压整流的基本原理,新型单相交错并联倍压功率校正电路能够将输入的单相交流电压提升数倍。

25、2、本发明功率校正电路采用开关电容电路,构成倍压结构,实现了电压的倍增,具有高效性、稳定性和灵活性等优点。同时,功率校正电路还可以根据需要进行设计调整,以适应不同的输入和输出电压要求。

26、3、采用交错并联的设计使得各整流单元能够轮流工作,从而有效分散了电流负荷,降低了单个整流单元的电流应力。这不仅提高了功率校正电路的整体工作效率,还延长了整流单元的使用寿命。



技术特征:

1.一种单相倍压式交错并联功率校正电路,其特征在于该电路包括:

2.根据权利要求1所述一种单相倍压式交错并联功率校正电路,其特征在于:所述开关电容c3、电容c1、二极管d7、二极管d8连接构成开关电容电路,形成倍压结构。

3.根据权利要求1或2所述一种单相倍压式交错并联功率校正电路,其特征在于:包括6种工作模态:

4.根据权利要求3所述一种单相倍压式交错并联功率校正电路,其特征在于:6种工作模态中,电容电压u1=u2=1/2udc。


技术总结
一种单相倍压式交错并联功率校正电路,该校正电路包括交流电源U<subgt;g</subgt;、电感L<subgt;1</subgt;、电感L<subgt;2</subgt;、二极管D<subgt;1</subgt;~D<subgt;8</subgt;、开关管S<subgt;1</subgt;~S<subgt;2</subgt;、电容C<subgt;1</subgt;、电容C<subgt;2</subgt;、电容C<subgt;3</subgt;、负载R<subgt;L</subgt;;开关电容C<subgt;3</subgt;、电容C<subgt;1</subgt;、二极管D<subgt;7</subgt;、二极管D<subgt;8</subgt;分别连接构成开关电容电路,形成倍压结构。本发明结合了单相交错并联技术和倍压整流电路的优势,通过多个功率变换器单元交错并联运行,并采用倍压整流电路实现电压的倍增。与传统整流器相比,该技术通过多个功率变换器单元交错并联运行,可以有效地减小功率器件的电压应力、输入电流THD和EMI滤波器的大小,从而提高系统的整体性能和可靠性。同时,倍压整流电路还可以根据需要进行设计调整,以适应不同的输入和输出电压要求。

技术研发人员:马辉,杨晨,李文静,刘惠群,李雨田,席磊,王灿,陈曦,徐恒山
受保护的技术使用者:三峡大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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