高功率因素超低谐波N相并联交错BUCK大功率整流装置制造方法及图纸

提供一种高功率因素超低谐波N相并联交错BUCK大功率整流装置，属于拓扑电路技术领域，通过交流侧电感La、交流侧电感Lb、交流侧电感Lc和受控开关Q1、受控开关Q2、受控开关Q3、受控开关Q4、受控开关Q5、受控开关Q6组成三相BOOST，给定不同的导通时序，可实现网侧高功率因素，低谐波，使储能电容Cin两端得到稳定的直流电压，可有效降低网侧谐波，改善功率因素，提高系统效率，为超大功率能源高效利用提供解决方案；采用N相并联交错BUCK电路，可有效降低负载侧电压电流纹波，控制容易，可实现很高的开关频率，从而大大得降低了磁性元器件的尺寸，提高了系统效率。

【技术实现步骤摘要】
高功率因素超低谐波N相并联交错BUCK大功率整流装置
本技术属于拓扑电路
，具体涉及一种新型的高功率因素超低谐波N相并联交错BUCK大功率整流装置。
技术介绍
据分析，2001年以来我国能源消费结构并没有发生显著的改变。石化能源，特别是煤炭消费在一次能源消费中一直居于主导地位，所占的比重分别达到九成和六成以上。传统能源会对环境造成很大破坏，同时会造成多次污染。随着现代工业的发展，人类对绿色能源的迫切需要，氢气渐渐被人们所重视。基于碱液电解水制氢，电解槽的独有特性，高效制氢电解槽需要较低的电压，超大电流，以市面上5m3/h电解槽为例，需要整流设备输出参数为102V/4600A，传统做法多为可控硅整流。利用传统的可控硅整流器(SCR)制氢设备效率低下，谐波较大，功率因素很低，对电网造成巨大危害的同时，低效率也对电能造成了极大的浪费。而且现有的拓扑图，因磁性器件的尺寸，工艺等一系列问题，开关电源功率受到了很大限制，30KW，50KW高频开关电源开发难度很大，需用到一些特殊的拓扑，成本很高，对于大规模制氢来讲，功率等级受到很大限制。本专利综合所有拓扑利弊，提出一种新型的拓扑，可实现超大功率输出。
技术实现思路
本技术解决的技术问题：提供一种高功率因素超低谐波N相并联交错BUCK大功率整流装置，本技术可有效降低网侧谐波，改善功率因素，提高系统效率，为超大功率能源高效利用提供解决方案。本技术采用的技术方案：高功率因素超低谐波N相并联交错BUCK大功率整流装置，包括降低网侧谐波和改善功率因素的拓扑电路，所述拓扑电路包括变压器、断路器K1、熔丝FU1、熔丝FU2、熔丝FU3、预充电阻R1、预充电阻R2、预充电阻R3、旁路接触器Ka、旁路接触器Kb、旁路接触器Kc、交流侧电感La、交流侧电感Lb、交流侧电感Lc、受控开关Q1、受控开关Q2、受控开关Q3、受控开关Q4、受控开关Q5、受控开关Q6、储能电容Cin、放电电阻Ra、放电电阻Rb以及由受控开关K1、受控开关K2、受控开关K3、受控开关K4、受控开关K5、受控开关Kn、受控开关D1、受控开关D2、受控开关D3、受控开关D4、受控开关D5、受控开关Dn和电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感Ln组成的N相并联交错BUCK电路；所述变压器、断路器K1、熔丝FU1、熔丝FU2、熔丝FU3、预充电阻R1、预充电阻R2、预充电阻R3、旁路接触器Ka、旁路接触器Kb、旁路接触器Kc、交流侧电感La、交流侧电感Lb、交流侧电感Lc依次串联连接；所述受控开关Q1、受控开关Q4串联后同时并联在储能电容Cin两端，所述受控开关Q2、受控开关Q5串联后同时并联在储能电容Cin两端，所述受控开关Q3、受控开关Q6串联后同时并联在储能电容Cin两端，所述放电电阻Ra、放电电阻Rb串联后同时并联在储能电容Cin两端；所述受控开关Q1、受控开关Q4相连接脚与交流侧电感La连接，所述受控开关Q2、受控开关Q5相连接脚与交流侧电感Lb连接，所述受控开关Q3、受控开关Q6相连接脚与交流侧电感Lc连接；所述受控开关Q1、受控开关Q2、受控开关Q3、储能电容Cin以及放电电阻Ra相连接脚直接与N相并联交错BUCK电路的输入端连接，所述N相并联交错BUCK电路的输出端连接负载RL。对上述技术方案的进一步限定，所述N相并联交错BUCK电路中，所述受控开关K1、受控开关D1、电感L1依次串联形成第一相BUCK，所述受控开关K2、受控开关D2、电感L2串联后形成第二相BUCK，所述受控开关K3、受控开关D3、电感L3串联后形成第三相BUCK，所述受控开关K4、受控开关D4、电感L4串联后形成第四相BUCK，所述受控开关K5、受控开关D5、电感L5串联后形成第五相BUCK，所述受控开关Kn、受控开关Dn、电感Ln串联后形成第n相BUCK，所述第一相BUCK至第n相BUCK之间相互并联连接，所述受控开关Q1、受控开关Q2、受控开关Q3、储能电容Cin以及放电电阻Ra相连接脚与受控开关K1、受控开关K2、受控开关K3、受控开关K4、受控开关K5、受控开关Kn相连接脚直接连接，所述电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感Ln相连接脚与负载RL相连。对上述技术方案的进一步限定，所述受控开关Q1、受控开关Q2、受控开关Q3、受控开关Q4、受控开关Q5、受控开关Q6选用IGBT或MOSFET；所述受控开关K1、受控开关K2、受控开关K3、受控开关K4、受控开关K5、受控开关Kn选用IGBT或MOSFET；所述受控开关D1、受控开关D2、受控开关D3、受控开关D4、受控开关D5、受控开关Dn选用二极管或者IGBT或者MOSFET；所述电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感Ln也可用高磁导率的磁环代替或者铁氧体代替或新型磁芯材质。本技术与现有技术相比的优点：1、本方案中交流侧电感La、交流侧电感Lb、交流侧电感Lc和受控开关Q1、交流侧电感Q2、交流侧电感Q3、交流侧电感Q4、交流侧电感Q5、交流侧电感Q6组成三相BOOST，通过不同的导通时序，可实现网侧高功率因素，低谐波，使储能电容Cin两端得到稳定的直流电压，可有效降低网侧谐波，改善功率因素，提高系统效率，为超大功率能源高效利用提供解决方案；2、本方案采用N相并联交错BUCK电路，可有效降低负载侧电压电流纹波，实现简单，控制较容易，可实现很高的开关频率，从而大大得降低了磁性元器件的尺寸，提高了系统效率；3、本方案是一种超大功率、高功率因素、高效率的制氢整流设备，可实现风光氢之间的高效转换，能源互补，实现AC-DC高效转换，效率可达98％，电网侧谐波可控制在3％，功率因素接近单位功率因素，可大规模使用。附图说明图1为本技术的拓扑电路图；图2为本技术进一步改进的拓扑电路图；图3为本技术实施例中控制时序示意图；图4为本技术实施例中控制采样示意图；图5为本技术实施例中空间电压关系矢量图；图6为本技术实施例中网侧输入电压电流波形图；图7为本技术实施例中网侧谐波含量图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。请参阅图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高功率因素超低谐波N相并联交错BUCK大功率整流装置，其特征在于：包括降低网侧谐波和改善功率因素的拓扑电路，所述拓扑电路包括变压器、断路器K1、熔丝FU1、熔丝FU2、熔丝FU3、预充电阻R1、预充电阻R2、预充电阻R3、旁路接触器Ka、旁路接触器Kb、旁路接触器Kc、交流侧电感La、交流侧电感Lb、交流侧电感Lc、受控开关Q1、受控开关Q2、受控开关Q3、受控开关Q4、受控开关Q5、受控开关Q6、储能电容Cin、放电电阻Ra、放电电阻Rb以及由受控开关K1、受控开关K2、受控开关K3、受控开关K4、受控开关K5、受控开关Kn、受控开关D1、受控开关D2、受控开关D3、受控开关D4、受控开关D5、受控开关Dn和电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感Ln组成的N相并联交错BUCK电路；所述变压器、断路器K1、熔丝FU1、熔丝FU2、熔丝FU3、预充电阻R1、预充电阻R2、预充电阻R3、旁路接触器Ka、旁路接触器Kb、旁路接触器Kc、交流侧电感La、交流侧电感Lb、交流侧电感Lc依次串联连接；所述受控开关Q1、受控开关Q4串联后同时并联在储能电容Cin两端，所述受控开关Q2、受控开关Q5串联后同时并联在储能电容Cin两端，所述受控开关Q3、受控开关Q6串联后同时并联在储能电容Cin两端，所述放电电阻Ra、放电电阻Rb串联后同时并联在储能电容Cin两端；所述受控开关Q1、受控开关Q4相连接脚与交流侧电感La连接，所述受控开关Q2、受控开关Q5相连接脚与交流侧电感Lb连接，所述受控开关Q3、受控开关Q6相连接脚与交流侧电感Lc连接；所述受控开关Q1、受控开关Q2、受控开关Q3、储能电容Cin以及放电电阻Ra相连接脚直接与N相并联交错BUCK电路的输入端连接，所述N相并联交错BUCK电路的输出端连接负载RL。/n...

【技术特征摘要】
1.高功率因素超低谐波N相并联交错BUCK大功率整流装置，其特征在于：包括降低网侧谐波和改善功率因素的拓扑电路，所述拓扑电路包括变压器、断路器K1、熔丝FU1、熔丝FU2、熔丝FU3、预充电阻R1、预充电阻R2、预充电阻R3、旁路接触器Ka、旁路接触器Kb、旁路接触器Kc、交流侧电感La、交流侧电感Lb、交流侧电感Lc、受控开关Q1、受控开关Q2、受控开关Q3、受控开关Q4、受控开关Q5、受控开关Q6、储能电容Cin、放电电阻Ra、放电电阻Rb以及由受控开关K1、受控开关K2、受控开关K3、受控开关K4、受控开关K5、受控开关Kn、受控开关D1、受控开关D2、受控开关D3、受控开关D4、受控开关D5、受控开关Dn和电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感Ln组成的N相并联交错BUCK电路；所述变压器、断路器K1、熔丝FU1、熔丝FU2、熔丝FU3、预充电阻R1、预充电阻R2、预充电阻R3、旁路接触器Ka、旁路接触器Kb、旁路接触器Kc、交流侧电感La、交流侧电感Lb、交流侧电感Lc依次串联连接；所述受控开关Q1、受控开关Q4串联后同时并联在储能电容Cin两端，所述受控开关Q2、受控开关Q5串联后同时并联在储能电容Cin两端，所述受控开关Q3、受控开关Q6串联后同时并联在储能电容Cin两端，所述放电电阻Ra、放电电阻Rb串联后同时并联在储能电容Cin两端；所述受控开关Q1、受控开关Q4相连接脚与交流侧电感La连接，所述受控开关Q2、受控开关Q5相连接脚与交流侧电感Lb连接，所述受控开关Q3、受控开关Q6相连接脚与交流侧电感Lc连接；所述受控开关Q1、受控开关Q2、受控开关Q3、储能电容Cin以及放电电阻Ra相连接脚直接与N相并联交错BUCK电路的输入端连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏显露，
申请(专利权)人：上海绿巨人爱爵能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31