超大功率低谐波高功率因数高频开关电源拓扑制造技术

提供一种超大功率低谐波高功率因数高频开关电源拓扑，属于拓扑电路技术领域，通过交流侧电感Lm、交流侧电感Ln、交流侧电感Lo和受控开关Qa、受控开关Qb、受控开关Qc、受控开关Qd、受控开关Qe、受控开关Qf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Cin1、储能电容Cin2两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】
超大功率低谐波高功率因数高频开关电源拓扑
本技术属于拓扑电路
，具体涉及一种超大功率低谐波高功率因数高频开关电源拓扑。
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。因此有必要提出改进。
技术实现思路
本技术解决的技术问题：提供了一种超大功率低谐波高功率因数高频开关电源拓扑，本技术可有效的解决高频开关电源对功率的限制，可实现超大功率输出、极小体积、高效率、高功率因数、超低谐波的大功率拓扑，有效降低网侧谐波，改善功率因素，提高系统效率。本技术采用的技术方案：超大功率低谐波高功率因数高频开关电源拓扑，包括降低网侧谐波和改善功率因素的拓扑电路，所述拓扑电路包括隔离变压器、断路器K1、熔丝FU1、熔丝FU2、熔丝FU3、预充电阻Ra、预充电阻Rb、预充电阻Rc、旁路接触器Ka、旁路接触器Kb、旁路接触器Kc、交流侧电感Lm、交流侧电感Ln、交流侧电感Lo、受控开关Qa、受控开关Qb、受控开关Qc、受控开关Qd、受控开关Qe、受控开关Qf、储能电容Cin1、储能电容Cin2，以及由放电电阻Re、放电电阻Rd、受控开关Qg、受控开关Qi、受控开关Qm、受控开关Qn、谐振电容Cm、谐振电感Ls、均压薄膜电容C1、均压薄膜电容C2、均压薄膜电容C3、均压薄膜电容C4、均压薄膜电容C5、均压薄膜电容C6、隔离高频变压器TR1、隔离高频变压器TR2、隔离高频变压器TR3、隔离高频变压器TR4、隔离高频变压器TR5、隔离高频变压器TR6组成的全桥谐波电路、全波整流桥1、全波整流桥2、全波整流桥3、全波整流桥4、全波整流桥5、全波整流桥6，由储能电感La、储能电感Lb、储能电感Lc、储能电感Ld、储能电感Le、储能电感Lf和滤波电容Ca、滤波电容Cb、滤波电容Cd、滤波电容Ce、滤波电容Cf、滤波电容Cn组成的滤波电路，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K6、受控器件Q1、受控器件Q2、受控器件Q3、受控器件Q4、受控器件Q5、受控器件Q6、平波电感L1、平波电感L2、平波电感L3、平波电感L4、平波电感L5、平波电感L6组成的N相并联BUCK电路；所述隔离变压器、断路器K1、熔丝FU1、熔丝FU2、熔丝FU3、预充电阻预充电阻Ra、预充电阻Rb、预充电阻Rc、旁路接触器Ka、旁路接触器Kb、旁路接触器Kc、交流侧电感Lm、交流侧电感Ln、交流侧电感Lo依次串联连接；所述储能电容Cin1、储能电容Cin2串联连接，所述受控开关Qa、受控开关Qd串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端，所述受控开关Qb、受控开关Qe串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端，所述受控开关Qc、受控开关Qf串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端，所述受控开关Qa、受控开关Qd相连接脚与交流侧电感Lm连接,所述受控开关Qb、受控开关Qe相连接脚与交流侧电感Ln连接,所述受控开关Qc、受控开关Qf相连接脚与交流侧电感Lo连接；所述放电电阻Rd、放电电阻Re串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端；所述受控开关Qg、受控开关Qm串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端；所述受控开关Qi、受控开关Qn串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端；所述受控开关Qg、受控开关Qm相连接脚与谐振电容Cm、谐振电感Ls串联连接，所述谐振电感Ls一端与全桥谐波电路一端连接，所述受控开关Qi、受控开关Qn相连接脚与全桥谐波电路另一端连接；全桥谐波电路中，所述均压薄膜电容C1、均压薄膜电容C2、均压薄膜电容C3、均压薄膜电容C4、均压薄膜电容C5、均压薄膜电容C6串联连接且连接脚与隔离高频变压器TR1、隔离高频变压器TR2、隔离高频变压器TR3、隔离高频变压器TR4、隔离高频变压器TR5、隔离高频变压器TR6对应并联连接；所述全波整流桥1、全波整流桥2、全波整流桥3、全波整流桥4、全波整流桥5、全波整流桥6与隔离高频变压器TR1、隔离高频变压器TR2、隔离高频变压器TR3、隔离高频变压器TR4、隔离高频变压器TR5、隔离高频变压器TR6一一对应连接，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K6与储能电感La、储能电感Lb、储能电感Lc、储能电感Ld、储能电感Le、储能电感Lf一一对应串联连接且连接点与滤波电容Ca、滤波电容Cb、滤波电容Cd、滤波电容Ce、滤波电容Cf、滤波电容Cn各电容对应连接；所述储能电感La、储能电感Lb、储能电感Lc、储能电感Ld、储能电感Le、储能电感Lf各电感一端以及滤波电容Ca、滤波电容Cb、滤波电容Cd、滤波电容Ce、滤波电容Cf、滤波电容Cn各电容一端分别与全波整流桥1、全波整流桥2、全波整流桥3、全波整流桥4、全波整流桥5、全波整流桥6接口对应连接，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K6各开关一端与平波电感L1、平波电感L2、平波电感L3、平波电感L4、平波电感L5、平波电感L6各电感一一对应串联且串联连接点与受控器件Q1、受控器件Q2、受控器件Q3、受控器件Q4、受控器件Q5、受控器件Q6中各器件对应连接；所述N相并联BUCK电路中的N相BUCK同步并联输出。对上述技术方案的进一步限定，所述断路器K1、熔丝FU1、预充电阻Ra、交流侧电感Lm依次串联后与受控开关Qa、受控开关Qd的串联节点相连接组成第一相整流；所述断路器K1、熔丝FU2、预充电阻Rb、交流侧电感Ln依次串联后与受控开关Qb、受控开关Qe串联节点相连接组成第二相整流；所述断路器K1、熔丝FU3、预充电阻Rc、交流侧电感Lo依次串联后与受控开关Qc、受控开关Qf串联节点相连接组成第三相整流。对上述技术方案的进一步限定，所述N相并联BUCK电路中，所述受控开关K1、受控器件Q1、平波电感L1串联形成第一相BUCK，所述受控开关K2、受控器件Q2、平波电感L2串联后形成第二相BUCK，所述受控开关K3、受控器件Q3、平波电感L3串联后形成第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.超大功率低谐波高功率因数高频开关电源拓扑，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，所述拓扑电路包括隔离变压器、断路器K1、熔丝FU1、熔丝FU2、熔丝FU3、预充电阻Ra、预充电阻Rb、预充电阻Rc、旁路接触器Ka、旁路接触器Kb、旁路接触器Kc、交流侧电感Lm、交流侧电感Ln、交流侧电感Lo、受控开关Qa、受控开关Qb、受控开关Qc、受控开关Qd、受控开关Qe、受控开关Qf、储能电容Cin1、储能电容Cin2，以及由放电电阻Re、放电电阻Rd、受控开关Qg、受控开关Qi、受控开关Qm、受控开关Qn、谐振电容Cm、谐振电感Ls、均压薄膜电容C1、均压薄膜电容C2、均压薄膜电容C3、均压薄膜电容C4、均压薄膜电容C5、均压薄膜电容C6、隔离高频变压器TR1、隔离高频变压器TR2、隔离高频变压器TR3、隔离高频变压器TR4、隔离高频变压器TR5、隔离高频变压器TR6组成的全桥谐波电路、全波整流桥1、全波整流桥2、全波整流桥3、全波整流桥4、全波整流桥5、全波整流桥6，由储能电感La、储能电感Lb、储能电感Lc、储能电感Ld、储能电感Le、储能电感Lf和滤波电容Ca、滤波电容Cb、滤波电容Cd、滤波电容Ce、滤波电容Cf、滤波电容Cn组成的滤波电路，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K6、受控器件Q1、受控器件Q2、受控器件Q3、受控器件Q4、受控器件Q5、受控器件Q6、平波电感L1、平波电感L2、平波电感L3、平波电感L4、平波电感L5、平波电感L6组成的N相并联BUCK电路；/n所述隔离变压器、断路器K1、熔丝FU1、熔丝FU2、熔丝FU3、预充电阻预充电阻Ra、预充电阻Rb、预充电阻Rc、旁路接触器Ka、旁路接触器Kb、旁路接触器Kc、交流侧电感Lm、交流侧电感Ln、交流侧电感Lo依次串联连接；所述储能电容Cin1、储能电容Cin2串联连接，所述受控开关Qa、受控开关Qd串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端，所述受控开关Qb、受控开关Qe串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端，所述受控开关Qc、受控开关Qf串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端，所述受控开关Qa、受控开关Qd相连接脚与交流侧电感Lm连接,所述受控开关Qb、受控开关Qe相连接脚与交流侧电感Ln连接,所述受控开关Qc、受控开关Qf相连接脚与交流侧电感Lo连接；/n所述放电电阻Rd、放电电阻Re串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端；所述受控开关Qg、受控开关Qm串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端；所述受控开关Qi、受控开关Qn串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端；所述受控开关Qg、受控开关Qm相连接脚与谐振电容Cm、谐振电感Ls串联连接，所述谐振电感Ls一端与全桥谐波电路一端连接，所述受控开关Qi、受控开关Qn相连接脚与全桥谐波电路另一端连接；/n全桥谐波电路中，所述均压薄膜电容C1、均压薄膜电容C2、均压薄膜电容C3、均压薄膜电容C4、均压薄膜电容C5、均压薄膜电容C6串联连接且连接脚与隔离高频变压器TR1、隔离高频变压器TR2、隔离高频变压器TR3、隔离高频变压器TR4、隔离高频变压器TR5、隔离高频变压器TR6对应并联连接；所述全波整流桥1、全波整流桥2、全波整流桥3、全波整流桥4、全波整流桥5、全波整流桥6与隔离高频变压器TR1、隔离高频变压器TR2、隔离高频变压器TR3、隔离高频变压器TR4、隔离高频变压器TR5、隔离高频变压器TR6一一对应连接，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K6与储能电感La、储能电感Lb、储能电感Lc、储能电感Ld、储能电感Le、储能电感Lf一一对应串联连接且连接点与滤波电容Ca、滤波电容Cb、滤波电容Cd、滤波电容Ce、滤波电容Cf、滤波电容Cn各电容对应连接；所述储能电感La、储能电感Lb、储能电感Lc、储能电感Ld、储能电感Le、储能电感Lf各电感一端以及滤波电容Ca、滤波电容Cb、滤波电容Cd、滤波电容Ce、滤波电容Cf、滤波电容Cn各电容一端分别与全波整流桥1、全波整流桥2、全波整流桥3、全波整流桥4、全波整流桥5、全波整流桥6接口对应连接，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K6各开关一端与平波电感L1、平波电感L2、平波电感L3、平波电感L4、平波电感L5、平波电感L6各电感一一对应串联且串联连接点与受控器件Q1、受控器件Q2、受控器件Q3、受控器件Q4、受控器件Q5、受控器件Q6中各器件对应连接；所述N相并联BUCK电路...

【技术特征摘要】
1.超大功率低谐波高功率因数高频开关电源拓扑，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，所述拓扑电路包括隔离变压器、断路器K1、熔丝FU1、熔丝FU2、熔丝FU3、预充电阻Ra、预充电阻Rb、预充电阻Rc、旁路接触器Ka、旁路接触器Kb、旁路接触器Kc、交流侧电感Lm、交流侧电感Ln、交流侧电感Lo、受控开关Qa、受控开关Qb、受控开关Qc、受控开关Qd、受控开关Qe、受控开关Qf、储能电容Cin1、储能电容Cin2，以及由放电电阻Re、放电电阻Rd、受控开关Qg、受控开关Qi、受控开关Qm、受控开关Qn、谐振电容Cm、谐振电感Ls、均压薄膜电容C1、均压薄膜电容C2、均压薄膜电容C3、均压薄膜电容C4、均压薄膜电容C5、均压薄膜电容C6、隔离高频变压器TR1、隔离高频变压器TR2、隔离高频变压器TR3、隔离高频变压器TR4、隔离高频变压器TR5、隔离高频变压器TR6组成的全桥谐波电路、全波整流桥1、全波整流桥2、全波整流桥3、全波整流桥4、全波整流桥5、全波整流桥6，由储能电感La、储能电感Lb、储能电感Lc、储能电感Ld、储能电感Le、储能电感Lf和滤波电容Ca、滤波电容Cb、滤波电容Cd、滤波电容Ce、滤波电容Cf、滤波电容Cn组成的滤波电路，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K6、受控器件Q1、受控器件Q2、受控器件Q3、受控器件Q4、受控器件Q5、受控器件Q6、平波电感L1、平波电感L2、平波电感L3、平波电感L4、平波电感L5、平波电感L6组成的N相并联BUCK电路；
所述隔离变压器、断路器K1、熔丝FU1、熔丝FU2、熔丝FU3、预充电阻预充电阻Ra、预充电阻Rb、预充电阻Rc、旁路接触器Ka、旁路接触器Kb、旁路接触器Kc、交流侧电感Lm、交流侧电感Ln、交流侧电感Lo依次串联连接；所述储能电容Cin1、储能电容Cin2串联连接，所述受控开关Qa、受控开关Qd串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端，所述受控开关Qb、受控开关Qe串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端，所述受控开关Qc、受控开关Qf串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端，所述受控开关Qa、受控开关Qd相连接脚与交流侧电感Lm连接,所述受控开关Qb、受控开关Qe相连接脚与交流侧电感Ln连接,所述受控开关Qc、受控开关Qf相连接脚与交流侧电感Lo连接；
所述放电电阻Rd、放电电阻Re串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端；所述受控开关Qg、受控开关Qm串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端；所述受控开关Qi、受控开关Qn串联后同时并联在串接的储能电容Cin1、储能电容Cin2两端；所述受控开关Qg、受控开关Qm相连接脚与谐振电容Cm、谐振电感Ls串联连接，所述谐振电感Ls一端与全桥谐波电路一端连接，所述受控开关Qi、受控开关Qn相连接脚与全桥谐波电路另一端连接；
全桥谐波电路中，所述均压薄膜电容C1、均压薄膜电容C2、均压薄膜电容C3、均压薄膜电容C4、均压薄膜电容C5、均压薄膜电容C6串联连接且连接脚与隔离高频变压器TR1、隔离高频变压器TR2、隔离高频变压器TR3、隔离高频变压器TR4、隔离高频变压器TR5、隔离高频变压器TR6对应并联连接；所述全波整流桥1、全波整流桥2、全波整流桥3、全波整流桥4、全波整流桥5、全波整流桥6与隔离高频变压器TR1、隔离高频变压器TR2、隔离高频变压器TR3、隔离高频变压器TR4、隔离高频变压器TR5...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏显露，刘培欣，
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