雙電容十八脈衝整流電路的製作方法
2023-05-04 18:47:36
專利名稱：雙電容十八脈衝整流電路的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電力電子變換器技術領域，涉及一種三相整流電路，特別是涉及一種雙電容十八脈衝整流電路。
背景技術：
在較大功率的家用電器和開關電源領域，例如，櫃機變頻空調和蓄電池充電器需要採用三相交流電源供電，其中所採用電力電子變換器的前級電路大都採用三相不控整流電路。無論後級負帶何種負載，不控整流電路都屬於非線性負載，在網側產生諧波電流和無功功率，造成網側諧波電流汙染和較低的網側功率因數，為此需要採用功率因數校正技術。可以採用有源功率因數校正技術，也可以採用無源功率因數校正技術。對於功率相對較小的應用領域，為了價格低成本，簡化開發過程，可以採用無源功率因數校正技術。除了功率因數校正效果相對較差之外，具有結構簡單、控制容易等優點，因此目前仍然具有廣泛的應用場合。在無源功率因數校正中，大部分做法是在網側線路上增加電感，進行諧波電流抑制，其優點是簡單，但是校正效果不是很理想，而且電感壓降較大，限制了負載能力。為此，功率因數校正技術需要進行改進。
實用新型內容鑑於以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在於提供一種雙電容十八脈衝整流電路，用於解決現有技術中功率因數校正效果相對較差的問題。為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種雙電容十八脈衝整流電路，所述雙電容十八脈衝整流電路包括三相交流電網、濾波電路、三相變壓器、輸出端均並聯的自然整流器電路、超前整流電路、以及滯後整流電路；其中，所述濾波電路的三個輸入端與所述三相交流電網相連，所述濾波電路的三個輸出端與輸出端均並聯的自然整流器電路的三相輸入端相連，所述超前整流電路和所述滯後整流電路的三相輸入端分別與所述三相變壓器次級的+30度和-30度三相繞組相連，所述輸出端均並聯的自然整流器電路、超前整流電路、以及滯後整流電路的輸出端相連。優選地，所述三相交流電網包括第一火線、第二火線、以及第三火線。優選地，所述濾波電路包括第一濾波電感、第二濾波電感、第三濾波電感、第一濾波電容、第二濾波電容、以及第三濾波電容；其中，所述第一濾波電感的輸入端與所述第一火線相連，所述第一濾波電感的輸出端與所述第一濾波電容的一端相連；所述第二濾波電感的輸入端與所述第二火線相連，所述第二濾波電感的輸出端與所述第二濾波電容的一端相連；所述第三濾波電感的輸入端與所述第三火線相連，所述第三濾波電感的輸出端與所述第三濾波電容的一端相連；第一濾波電容、第二濾波電容、和第三濾波電容的另一端相連。優選地，所述三相變壓器包括第一變壓器。優選地，所述第一變壓器包括次級的第一組+30度三相繞組和次級的第二組-30度三相繞組；其中，第一變壓器的三個輸入端分別與第一濾波電容、第二濾波電容、和第三濾波電容的一端相連。優選地，所述輸出端均並聯的自然整流器電路包括第一二極體整流橋、第一電解電容、第二電解電容、第一穩定電阻、以及第二穩定電阻；其中，所述第一電解電容和第一穩定電阻並聯，第二電解電容和第二穩定電子並聯；所述第一二極體整流橋的三個輸入端分別與第一濾波電容、第二濾波電容、和第三濾波電容的一端相連，所述第一二極體整流橋的輸出正極與第一電解電容正極相連；第一二極體整流橋的輸出負極與第二電解電容負極相連。優選地，所述第一二極體整流橋的輸出正極與第一電解電容正極連接，形成直流輸出正極；所述第一二極體整流橋的輸出負極與第二電解電容負極連接，形成直流輸出負極。優選地，所述超前整流電路包括第二二極體整流橋；其中，所述第二二極體整流橋的三個交流輸入端分別與所述第一變壓器次級的第二組-30度三相繞組的三個交流輸出端相連；所述第二二極體整流橋的直流輸出正極和輸出負極分別與所述輸出端均並聯的自然整流器電路的輸出正極和輸出負極同極性相連。優選地，所述滯後整流電路包括第三二極體整流橋。其中，所述第三二極體整流橋的三個交流輸入端分別與所述第一變壓器次級的第一組+30度三相繞組的三個交流輸出端相連；所述第三二極體整流橋的直流輸出正極和輸出負極分別與所述輸出端均並聯的自然整流器電路的輸出正極和輸出負極同極性相連。如上所述，本實用新型所述的雙電容十八脈衝整流電路，具有以下有益效果1、電路結構簡單、控制簡便；2、抑制諧波電流、功率因數校正效果好。
圖1顯示為本實用新型的雙電容十八脈衝整流電路的電路圖。元件標號說明I 三相交流電網2 濾波電路3 三相變壓器4 輸出端均並聯的自然整流器電路5 超前整流電路6 滯後整流電路
具體實施方式
以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的具體實施方式
加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。請參閱附圖。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構想，遂圖式中僅顯示與本實用新型中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為複雜。
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細說明。實施例本實施例提供一種雙電容十八脈衝整流電路，如圖1所示,所述雙電容十八脈衝整流電路包括三相交流電網1、濾波電路2、三相變壓器3、輸出端均並聯的自然整流器電路4、超前整流電路5、以及滯後整流電路6。其中，所述濾波電路2的三個輸入端與所述三相交流電網I相連，所述濾波電路2的三個輸出端與輸出端均並聯的自然整流器電路4的三相輸入端相連，所述超前整流電路5和所述滯後整流電路6的三相輸入端分別與所述三相變壓器3次級的+30度和-30度三相繞組相連，所述輸出端均並聯的自然整流器電路4、超前整流電路5、以及滯後整流電路6的輸出端相連，形成輸出正極DCP和輸出負極DCN，從而構成雙電容十八脈衝整流電路。所述三相交流電網I包括第一火線a、第二火線b、以及第三火線C。所述濾波電路2包括第一濾波電感L1、第二濾波電感L2、第三濾波電感L3、第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2、以及第三濾波電容C3。其中，所述第一濾波電感LI的輸入端與三相交流電網的第一火線a相連，所述第一濾波電感LI的輸出端與所述第一濾波電容Cl的一端相連，形成節點A ;所述第二濾波電感L2的輸入端與三相交流電網的第二火線b相連，所述第二濾波電感L2的輸出端與所述第二濾波電容C2的一端相連，形成節點B ;所述第三濾波電感L3的輸入端與三相交流電網的第三火線c相連，所述第三濾波電感L3的輸出端與所述第三濾波電容C3的一端相連，形成節點C ;第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2、和第三濾波電容C3的另一端相連，形成公共端D。所述三相變壓器3包括第一變壓器TRl，所述第一變壓器TRl包括次級的第一組+30度三相繞組和次級的第二組-30度三相繞組。其中，第一變壓器TRl的三個輸入端分別與第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2、和第三濾波電容C3的一端相連，即分別與節點A、B、和C相連。所述輸出端均並聯的自然整流器電路4包括第一二極體整流橋B1、第一電解電容E1、第二電解電容E2、第一穩定電阻R1、以及第二穩定電阻R2。其中，所述第一電解電容El和第一穩定電阻Rl並聯，第二電解電容E2和第二穩定電子R2並聯；所述第一二極體整流橋BI的三個輸入端分別與第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2、和第三濾波電容C3的一端相連，即分別與節點A、B、和C相連，所述第一二極體整流橋BI的輸出正極與第一電解電容El正極相連，形成直流輸出正極DCP ;第一二極體整流橋BI的輸出負極與第二電解電容E2負極相連,形成直流輸出負極DCN ;第一電解電容E1、第二電解電容E2、第一穩定電阻R1、以及第二穩定電阻R2形成的公共端E與第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2、和第三濾波電容C3形成的公共端D相連。所述超前整流電路包括第二二極體整流橋B2。其中，所述第二二極體整流橋B2的三個交流輸入端分別與所述第一變壓器TRl次級的第二組-30度三相繞組的三個交流輸出端相連；所述第二二極體整流橋B2的直流輸出正極和輸出負極分別與所述輸出端均並聯的自然整流器電路4的輸出正極DCP和輸出負極DCN同極性相連。[0035]所述滯後整流電路包括第三二極體整流橋B3。其中，所述第三二極體整流橋B3的三個交流輸入端分別與所述第一變壓器TRl次級的第一組+30度三相繞組的三個交流輸出端相連；所述第三二極體整流橋B3的直流輸出正極和輸出負極分別與所述輸出端均並聯的自然整流器電路4的輸出正極DCP和輸出負極DCN同極性相連。本實施例的工作原理為所述輸出端均並聯的自然整流器電路4為主整流器，用於傳遞主功率，在所述自然整流器電路的輸入線路上，產生位置居中的雙窄電流波形。所述超前整流電路5和所述滯後整流電路6為次整流器，用於傳遞次功率，在超前整流電路5和滯後整流電路6的輸入線路上，分別產生位置超前的雙窄電流波形和滯後的雙窄電流波形，這是因為三相二極體不控制整流器的輸入電流波形在電網每個相電壓正負半周各自具有雙窄脈衝的電流波形，如果具有前級LC濾波電路，雙窄脈衝的電流波形會趨向連續光滑。超前整流電路5的輸入電壓相位超前於輸出端均並聯的自然整流器電路4，因此形成的雙窄脈衝的電流波形也就超前。滯後整流電路6的輸入電壓相位滯後於輸出端均並聯的自然整流器電路4，因此形成的雙窄脈衝的電流波形也就滯後。最後在濾波器後，具有六個窄脈衝電流。在濾波器前，電流趨近正弦波形，功率因數得到提高，諧波電流降低。雙窄電流幅值低於所述輸出端均並聯的自然整流器電路4產生的位置居中的雙窄電流波形的幅值。在節點A、B、和C處合成所產生的三組雙窄電流波形，即可抑制諧波電流和提高功率因數。簡而言之就是利用三組相位不同的整流器，產生錯時整流和可調整流強度，經過所述濾波電路2作用，抑制諧波電路和改善網側功率因數。第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2、以及第三濾波電容C3形成的公共端D與輸出端均並聯的自然整流器電路4的直流側第一電解電容El和第二電解電容E2的中點之間的連線會形成三次諧波電流，在三次諧波電流共同作用下，可以進一步改進網側電流波形。輸出端均並聯的自然整流器電路4、超前整流電路5、以及滯後整流電路6三組相位不同的整流器等效於一種十八脈衝整流，這樣可以改善直流輸出電壓波形。本實用新型所述的雙電容十八脈衝整流電路可廣泛地應用在所有的前級電路為三相整流器的電力電子變換器中，該雙電容十八脈衝整流電路的電路結構簡單，控制簡便，設計容易，網側功率因數高，直流電壓平穩。綜上所述，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
權利要求1.一種雙電容十八脈衝整流電路，其特徵在於，所述雙電容十八脈衝整流電路包括 三相交流電網、濾波電路、三相變壓器、輸出端均並聯的自然整流器電路、超前整流電路、以及滯後整流電路；其中，所述濾波電路的三個輸入端與所述三相交流電網相連，所述濾波電路的三個輸出端與輸出端均並聯的自然整流器電路的三相輸入端相連，所述超前整流電路和所述滯後整流電路的三相輸入端分別與所述三相變壓器次級的+30度和-30度三相繞組相連，所述輸出端均並聯的自然整流器電路、超前整流電路、以及滯後整流電路的輸出端相連。
2.根據權利要求1所述的雙電容十八脈衝整流電路，其特徵在於所述三相交流電網包括第一火線、第二火線、以及第三火線。
3.根據權利要求1所述的雙電容十八脈衝整流電路，其特徵在於所述濾波電路包括第一濾波電感、第二濾波電感、第三濾波電感、第一濾波電容、第二濾波電容、以及第三濾波電容；其中，所述第一濾波電感的輸入端與所述第一火線相連，所述第一濾波電感的輸出端與所述第一濾波電容的一端相連；所述第二濾波電感的輸入端與所述第二火線相連，所述第二濾波電感的輸出端與所述第二濾波電容的一端相連；所述第三濾波電感的輸入端與所述第三火線相連，所述第三濾波電感的輸出端與所述第三濾波電容的一端相連；第一濾波電容、第二濾波電容、和第三濾波電容的另一端相連。
4.根據權利要求1所述的雙電容十八脈衝整流電路，其特徵在於所述三相變壓器包括第一變壓器。
5.根據權利要求4所述的雙電容十八脈衝整流電路，其特徵在於所述第一變壓器包括次級的第一組+30度三相繞組和次級的第二組-30度三相繞組；其中，第一變壓器的三個輸入端分別與第一濾波電容、第二濾波電容、和第三濾波電容的一端相連。
6.根據權利要求1所述的雙電容十八脈衝整流電路，其特徵在於所述輸出端均並聯的自然整流器電路包括第一二極體整流橋、第一電解電容、第二電解電容、第一穩定電阻、 以及第二穩定電阻；其中，所述第一電解電容和第一穩定電阻並聯，第二電解電容和第二穩定電子並聯；所述第一二極體整流橋的三個輸入端分別與第一濾波電容、第二濾波電容、和第三濾波電容的一端相連，所述第一二極體整流橋的輸出正極與第一電解電容正極相連； 第一二極體整流橋的輸出負極與第二電解電容負極相連。
7.根據權利要求6所述的雙電容十八脈衝整流電路，其特徵在於所述第一二極體整流橋的輸出正極與第一電解電容正極連接，形成直流輸出正極；所述第一二極體整流橋的輸出負極與第二電解電容負極連接，形成直流輸出負極。
8.根據權利要求1所述的雙電容十八脈衝整流電路，其特徵在於所述超前整流電路包括第二二極體整流橋；其中，所述第二二極體整流橋的三個交流輸入端分別與所述第一變壓器次級的第二組-30度三相繞組的三個交流輸出端相連；所述第二二極體整流橋的直流輸出正極和輸出負極分別與所述輸出端均並聯的自然整流器電路的輸出正極和輸出負極同極性相連。
9.根據權利要求1所述的雙電容十八脈衝整流電路，其特徵在於所述滯後整流電路包括第三二極體整流橋。其中，所述第三二極體整流橋的三個交流輸入端分別與所述第一變壓器次級的第一組+30度三相繞組的三個交流輸出端相連；所述第三二極體整流橋的直流輸出正極和輸出負極分別與所述輸出端均並聯的自然整流器電路的輸出正極和輸出負極同極性 相連。
專利摘要本實用新型提供一種雙電容十八脈衝整流電路，所述整流電路包括三相交流電網、濾波電路、三相變壓器、輸出端均並聯的自然整流器電路、超前整流電路、以及滯後整流電路；其中，濾波電路的三個輸入端與所述三相交流電網相連，濾波電路的三個輸出端與輸出端均並聯的自然整流器電路的三相輸入端相連，超前整流電路和滯後整流電路的三相輸入端分別與三相變壓器次級的+30度和-30度三相繞組相連，輸出端均並聯的自然整流器電路、超前整流電路、以及滯後整流電路的輸出端相連。本實用新型所述的雙電容十八脈衝整流電路可廣泛地應用在所有的前級電路為三相整流器的電力電子變換器中，該電路的電路結構簡單，控制簡便，設計容易，網側功率因數高，直流電壓平穩。
文檔編號H02M7/06GK202889227SQ20122056560
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年10月31日
發明者劉明霖, 楊興華, 王鵬, 馬紅星, 王立軍, 張治平 申請人:上海儒競電子科技有限公司