LC滤波桥式不控整流电路的改进方法技术

一种LC滤波桥式不控整流电路的改进方法，属于桥式不控整流技术领域。本发明专利技术针对现有LC滤波桥式整流电路在负载较小时，输入阻抗呈现明显容性，电路无功分量增加的问题。所述方法以传统LC滤波桥式不控整流电路为基础，在传统LC滤波桥式不控整流电路的一个输入端串联辅助电感L

【技术实现步骤摘要】
LC滤波桥式不控整流电路的改进方法
本专利技术涉及LC滤波桥式不控整流电路的改进方法，属于桥式不控整流

技术介绍
桥式不控整流电路以其结构简单、无需控制和稳定性高等特点，被广泛应用于电力电子变换器领域。桥式整流电路是一种全波整流器，输出含有直流分量和高次谐波分量，往往需要在其后接低通滤波器将谐波分量滤除。常用的不控整流器的滤波结构分为C滤波桥式整流器和LC滤波桥式整流器，对于不同的电路结构需要配合使用不同的整流滤波结构。例如，在感应式无线电能传输技术中，不同的补偿拓扑需要使用不同的整流滤波结构，S/S(原边串联电容，副边串联电容)、LCC/S(原边串联电感-并联电容-串联电容，副边串联电容)和双边LCC补偿拓扑(原边串联电感-并联电容-串联电容，副边串联电容-并联电容-串联电感)需要使用C滤波桥式整流器，S/P(原边串联电容，副边并联电容)和S/SP(原边串联电容，副边串联电容-并联电容)需要采用LC滤波桥式整流器。对于LC滤波桥式整流电路而言，当负载阻值过小时电路将会进入断续导通模式，此时输入阻抗呈现出明显容性，输入电流发生占空比丢失，且会伴随不同程度的电压电流波形畸变，这会导致电路的无功分量增加、软开关无法实现和谐波分量增加等问题。针对整流桥引起的负载等效交流阻抗的阻抗角随负载电阻变化的问题，现有的研究方案大体可分为两大类。第一类是通过参数设计增加余量，让负载工作在阻抗角较小的区域。第二类是从改进整流桥本身结构出发，将不控二极管改成可控器件，进而控制输入电压电流同相位。上述两类方案尽管在一定程度上减轻了负载变化带来的不良影响，但都存在比较大的限制：第一类方案普适性不足，增加余量需要投入很多的成本，例如线圈绕制的匝数更多，并且只能减弱不能消除，没有从根本上解决问题；第二类方案虽然从根源上解决了问题，也具备一般性，但是成本高昂，控制复杂，增大了系统的不稳定性。
技术实现思路
针对现有LC滤波桥式整流电路在负载较小时，输入阻抗呈现明显容性，电路无功分量增加的问题，本专利技术提供一种LC滤波桥式不控整流电路的改进方法。本专利技术的一种LC滤波桥式不控整流电路的改进方法，以传统LC滤波桥式不控整流电路为基础，在传统LC滤波桥式不控整流电路的一个输入端串联辅助电感LAd，得到改进后LC滤波桥式不控整流电路；所述辅助电感LAd在负载阻值过小而使整流电路工作在断续导通模式时，使输入电流不会发生突变，而存在换流过程；同时使输入电压不等于零。根据本专利技术的LC滤波桥式不控整流电路的改进方法，所述辅助电感LAd的取值通过仿真实验获得。根据本专利技术的LC滤波桥式不控整流电路的改进方法，在基于改进后LC滤波桥式不控整流电路的S/SP补偿拓扑形成的恒压输出感应式无线电能传输系统中，辅助电感LAd取值为1.2uH。根据本专利技术的LC滤波桥式不控整流电路的改进方法，在基于改进后LC滤波桥式不控整流电路的S/P补偿拓扑形成的恒流输出感应式无线电能传输系统中，辅助电感LAd取值为7uH。本专利技术的有益效果：采用本专利技术方法对传统LC滤波桥式不控整流电路改进后，获得改进后LC滤波桥式不控整流电路，该改进电路通过增加一个小电感来有效减弱整流器带来的不利影响，能在几乎不增加系统成本和控制复杂度的前提下，保持较小负载的等效交流阻抗角，等效交流阻抗由负变正有利于实现软开关，相对传统的桥式整流电路，改进的整流电路能使输入阻抗始终接近电阻性，抑制电压或电流的畸变和占空比丢失，减少系统谐波含量和无功分量，提高系统传输效率，扩大负载范围，让LC滤波桥式不控整流电路在电力电子变换器领域得到更广泛的应用。附图说明图1是采用本专利技术方法获得的改进后LC滤波桥式不控整流电路的结构示意图；图2是改进后LC滤波桥式不控整流电路在一个工作周期内的六种工作模态等效电路图；其中(a)为改进后LC滤波桥式不控整流电路的工作模态Ⅰ等效电路图；(b)为改进后LC滤波桥式不控整流电路的工作模态Ⅱ等效电路图；其中(c)为改进后LC滤波桥式不控整流电路的工作模态Ⅲ等效电路图；其中(d)为改进后LC滤波桥式不控整流电路的工作模态Ⅳ等效电路图；其中(e)为改进后LC滤波桥式不控整流电路的工作模态Ⅴ等效电路图；其中(f)为改进后LC滤波桥式不控整流电路的工作模态Ⅵ等效电路图；图3是改进后LC滤波桥式不控整流电路在一个工作周期内的电压电流波形图；图中iD1和iD4分别为流过二极管D1和D4的电流，iD2和iD3分别为流过二极管D2和D3的电流；图4是基于改进后LC滤波桥式不控整流电路的S/SP补偿拓扑形成的恒压输出感应式无线电能传输系统示意图；图5是基于改进后LC滤波桥式不控整流电路的S/SP补偿拓扑形成的恒压输出感应式无线电能传输系统仿真中整流电路输入阻抗角与负载电阻的关系图；图6是基于改进后LC滤波桥式不控整流电路的S/SP补偿拓扑形成的恒压输出感应式无线电能传输系统仿真中整流电路输出电压与负载电阻的关系图；图7是基于改进后LC滤波桥式不控整流电路的S/P补偿拓扑形成的恒流输出感应式无线电能传输系统示意图；图8是基于改进后LC滤波桥式不控整流电路的S/P补偿拓扑形成的恒流输出感应式无线电能传输系统仿真中整流电路输入阻抗角与负载电阻的关系图；图9是基于改进后LC滤波桥式不控整流电路的S/P补偿拓扑形成的恒流输出感应式无线电能传输系统仿真中整流电路输出电流与负载电阻的关系图；图10是采用传统整流电路的S/SP补偿拓扑电路原理图；图11是在图10的S/SP补偿拓扑电路中分别采用传统整流电路和改进后LC滤波桥式不控整流电路时，得到的输入阻抗角与负载电阻的关系图；图12是在图10的S/SP补偿拓扑电路中分别采用传统整流电路和改进后LC滤波桥式不控整流电路时，得到的输出电压与负载电阻的关系图；图13是在图10的S/SP补偿拓扑电路中分别采用传统整流电路和改进后LC滤波桥式不控整流电路时，得到的系统效率与负载电阻的关系图；图14在图10的S/SP补偿拓扑电路中采用传统整流电路时，逆变器和整流电路的电压电流波形图；图中uAB对应uin，iAB对应iin；图15在图10的S/SP补偿拓扑电路中采用改进后LC滤波桥式不控整流电路时，逆变器和整流电路的电压电流波形图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。具体实施方式一、结合图1至图3所示，本专利技术提供了一种LC滤波桥式不控整流电路的改进方法，以传统LC滤波桥式不控整流电路为基础，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LC滤波桥式不控整流电路的改进方法，以传统LC滤波桥式不控整流电路为基础，其特征在于，在传统LC滤波桥式不控整流电路的一个输入端串联辅助电感L

【技术特征摘要】
1.一种LC滤波桥式不控整流电路的改进方法，以传统LC滤波桥式不控整流电路为基础，其特征在于，在传统LC滤波桥式不控整流电路的一个输入端串联辅助电感LAd，得到改进后LC滤波桥式不控整流电路；
所述辅助电感LAd在负载阻值过小而使整流电路工作在断续导通模式时，使输入电流不会发生突变，而存在换流过程；同时使输入电压不等于零。


2.根据权利要求1所述的LC滤波桥式不控整流电路的改进方法，其特征在于，
所述辅助电感LAd的取值通过仿...

【专利技术属性】
技术研发人员：王懿杰，麦建伟，曾宪瑞，姚友素，张相军，徐殿国，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23