本发明专利技术涉及三相整流电路领域，具体一种采用低耐压升压二极管的VIENNA整流器，所述VIENNA整流器包括依次连接的电感组和三相整流桥，所述三相整流桥的每个整流二极管均串联有升压二极管，所述升压二极管关断时间小于整流二极管。本发明专利技术能在较高开关频率下工作，工作效率效率优于使用高反向耐压的二极管，可靠性高，而且结构简单，成本低易于推广实施。
A VIENNA rectifier with a low voltage boost diode
The invention relates to a three-phase rectifier circuit, using a specific low voltage boost diode VIENNA rectifier, the VIENNA rectifier comprises inductance group and three-phase rectifier, each rectifier diode of the three-phase rectifier are connected in series with a boost diode, the boost diode rectifier diodes turn off time less than. The invention can work at a higher switching frequency, and the work efficiency is better than that of the diode with high reverse voltage resistance. The utility model has the advantages of high reliability, simple structure, low cost and easy popularization and implementation.
【技术实现步骤摘要】
一种采用低耐压升压二极管的VIENNA整流器
本专利技术涉及三相整流电路领域，具体一种采用低耐压升压二极管的VIENNA整流器。
技术介绍
当前高功率因数、低谐波电流的整流装置已成为研究、应用的热点，特别是VIENNA整流器因为开关器件少、输入功率因数高、谐波含量低、桥臂开关无死区等优势逐步等到广泛应用。但在实际的应用中，VIENNA整流器也有一个大的缺陷，那就是其6个升压二极管的耐压要求较高，造成高频工作的VIENNA整流器损耗较高、效率较低。如图1所示，传统的VIENNA整流器对于三相380VAC电网，VIENNA整流器的输出电压Vpn一般为700-800VDC。以A相输为例，当前时刻A相在交流的正半周期，同时功率管T1经过导通后关闭，那么A相电流将流经电感L1、二极管D1、电容C1，由于二极管D1导通，那么A相的下管D4将全部承受输出电压Vpn施加的反压，即二极管D1到D6的反向耐压要求必须高于输出电压Vpn。以下分别对反向耐压为600V型号为APT75DQ60B和1200V型号为VS-75EPU12L的二极管构建传统的VIENNA整流器的情况下，性能参数如下表：器件/项目PonPoffPloss单价600V:(APT75DQ60B)31.875W10.4W42.27W12元1200V:(VS-75EPU12L)36.56W78.4W114.96W13元可以看出选用高耐压二极管的结果会使高频工作的VIENNA整流器损耗较高、效率降低、可靠性降低，如果为了提高效率则必须降低电路的工作频率，又会大幅增加滤波电感的感量、体积和成本。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术目的在于提供一种采用低耐压升压二极管的VIENNA整流器，解决现有技术中VIENNA整流器电路中二极管耐压要求高，高频状态工作的VIENNA整流器损耗较高、效率和可靠性较低的问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种采用低耐压升压二极管的VIENNA整流器，包括有VIENNA整流器，，所述VIENNA整流器包括依次连接的电感组和三相整流桥，所述三相整流桥的每个整流二极管均串联有升压二极管，所述升压二极管关断时间小于整流二极管。进一步的，所述升压二极管反向耐压为450-650VDC。进一步的，所述升压二极管并联有分压二极管。进一步的，所述分压二极管采用双向TVS管。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：电路能在较高开关频率下工作，工作效率优于使用高反向耐压的二极管，可靠性高，而且结构简单，成本低易于推广实施。电路在工作过程中升压二极管工作损耗为导通损耗和关断损耗之和，导通损耗Pon＝VF*IF*Don*0.5，关断损耗Poff＝Vr*Qrr*Fs*0.5,其中VF为二级管正向导通压降、IF为正向电流、Don为二级管开通占空比、Vr为二级管关断时的反压、Qrr为二级管关断时的反向恢复电荷、Fs为工作频率；由此可以看出保证较高工作频率的情况下，降低升压二极管截止时的反向电压，可以有效降低电路整体工作损耗，本专利技术保证了升压二极管的反向耐压可以低于输出电压，使用双向TVS管保证了升压二极管的正常低耐压工作状态，多余电压由整流二极管分担，而二级管工作频率,保证电路在高开关频率下的高效率工作。附图说明图1为传统VIENNA整流器电路原理图；图2为本专利技术改进后VIENNA整流器的原理图及A相功率管开通后电流回路图；图3为本专利技术改进后VIENNA整流器的原理图及A相功率管关闭后电流回路图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。下面结合附图对本专利技术做进一步说明：实施例如图2所示，一种采用低耐压升压二极管的VIENNA整流器，三相交流电网的A、B、C相线分别通过电感组中电感L1、电感L2、电感L3接入三相整流桥，A相端输入电感L1，电感L1的输出端连接升压二极管D1的正极和升压二极管D4的负极，所述升压二极管D1的负极连接整流二极管D1A的正极，整流二极管D1A的负极为电路正输出端P，所述升压二极管D1并联有双向TVS管Z1，所述升压二极管D4并联有双向TVS管Z4，所述升压二极管D1的正极通过功率管T1连接到中电位点O，升压二极管D4的正极连接整流二极管D4A的负极，整流二极管D4A的正极做为电路正负输出端N；中电位点O与电路正输出端P间连接有电容C1，中电位点O与电路负输出端N间连接有电容C2。电感L2连接B相输入，其输出端连接升压二极管D2的正极和升压二极管D5的负极，所述升压二极管D2的负极连接整流二极管D2A的正极，整流二极管D2A的负极连接电路正输出端P，所述升压二极管D2并联有双向TVS管Z2，所述升压二极管D5并联有双向TVS管Z5，所述升压二极管D2的正极通过功率管T2连接到中电位点O，升压二极管D5的正极连接整流二极管D5A的负极，整流二极管D5A的正极连接电路正负输出端N。电感L3连接C相输入，其输出端连接升压二极管D3的正极和升压二极管D6的负极，所述升压二极管D3的负极连接整流二极管D3A的正极，整流二极管D3A的负极为电路正输出端P，所述升压二极管D3并联有双向TVS管Z3，所述升压二极管D6并联有双向TVS管Z6，所述升压二极管D3的正极通过功率管T1连接到中电位点O，升压二极管D6的正极连接整流二极管D6A的负极，整流二极管D6A的正极做为电路正负输出端N。以下以A相为例说明本专利技术工作情况，升压二极管采用APT公司600V、75A超快恢复二级管APT75DQ60B，整流二极管采用方向耐压高于1000V的二极管，其导通带电压为0.9V-1.0V之间；双向TVS管的箝位电压为440V-550V。假设当前时刻A相在交流的正半周期，功率管T1刚开通(在这个时刻之前的状态是功率管T1关断、二极管D1和D1A是正向导通、二极管D4和D4A因在A相负半周期所以是关断的)，那么对于A相升压二极管的上半部D1、D1A回路处于反向恢复过程，因为二极管D1的关断速度较二极管D1A快很多，且其承受的全部反压为350-400V，小于600V；因此二极管D1承受绝大部分反压并安全迅速地恢复反向阻断。在该时刻A相升压二极管的下半部D4、D4A保持处于关闭状态，其承受的全部反压为350-400V、小于600V，因此在功率管导通的状态下所有升压回路的二极管都能正常工作。当T1由导通变为关断后，如图3所示，那么A相电流将流经电感L1、二极管D1、二极管D1A、电容C1，由于二极管D1和D1A导通，那么A相的下管D4和D4A将全部承受输出电压Vpn施加的反压700-800V，由于D4和双向TVS管Z4并联，因此快速二极管D4两端电压被钳位到箝位电压以内，多余的电压被二极管D4A承担，因二极管D4A耐压为1000V以上故二极管D4和D4A都能安全工作。本专利技术与传统VIENNA整流器电路采用1200V、75A超快恢复二级管VS-75EPU12L，在工作条件：正向电流IF为75A、工作频率为80KHZ、二极管开关占空比为0.5、工作温度为125度下进行对比，性能参数如下表所示：比较可以看出，本专利技术在采用三相380VAC电网输出时，满足了高耐压要求，截止功率和功率损耗均优本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用低耐压升压二极管的VIENNA整流器，包括有VIENNA整流器，其特征在于，所述VIENNA整流器包括依次连接的电感组和三相整流桥，所述三相整流桥的每个整流二极管均串联有升压二极管，所述升压二极管关断时间小于整流二极管。
【技术特征摘要】
1.一种采用低耐压升压二极管的VIENNA整流器，包括有VIENNA整流器，其特征在于，所述VIENNA整流器包括依次连接的电感组和三相整流桥，所述三相整流桥的每个整流二极管均串联有升压二极管，所述升压二极管关断时间小于整流二极管。2.根据权利要求1所述的一种采用低耐压升压二极管的VIENNA...
【专利技术属性】
技术研发人员：马文长，
申请(专利权)人：成都麦隆电气有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51
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