【技术实现步骤摘要】
带辅助功率因数校正电路的串联型12脉波整流器
[0001]本专利技术属于电力电子
，具体涉及一种串联型12脉波整流器。
技术介绍
[0002]串联型12脉波整流器具有结构简单、可靠性高、成本低廉和EMI低等优点，被广泛应用于中高压大功率场合，例如：船舶电力推进、高压直流输电和大功率快速充电等领域，与常规三相整流器相比，它能消除输入电流中的5、7次谐波，但输出电流中仍含有大量的12n
±
1次谐波，仍然会给电路带来较严重的谐波污染，不能满足工业应用和IEEE519或IEC
‑
6的谐波标准要求。
[0003]为了进一步抑制串联型12脉波整流器产生的谐波，当前有多种方法被提出。总体而言，主要包括两种方法：一种是采用有源、无源和混合型滤波器来补偿整流器产生的谐波。无源滤波器具有结构简单、成本低廉的优点，但无源滤波器的谐波补偿能力有限，只能补偿某些低次谐波，而且无源滤波器的谐波补偿效果与电路的运行参数具有较大关系，当系统的运行状态发生改变时，其谐波抑制效果也会产生较大变化。有源滤波器具有...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.带辅助功率因数校正电路的串联型12脉波整流器，其特征在于，包括移相变压器(1)、第一整流桥(2)、第二整流桥(3)、辅助单相变压器(4)、辅助功率因数校正电路(5)、平衡电抗器(7)、负载电流采样电路(8)、减法器(9)、同步信号采样电路(10)、12倍频三角波生成电路(11)、输入电流采样电路(12)、注入电流给定电路(13)、PWM信号驱动电路(14)、滞环比较器(15)、电容C1和电容C2；移相变压器(1)，用于对电网输出的三相电压移相后，产生两组相位互差30
°
的三相电压，所述两组相位互差30
°
的三相电压分别作为第一整流桥(2)和第二整流桥(3)的输入电压；第一整流桥(2)的正极性输出端与电容C1的一端和负载(6)的正极性端同时连接；第一整流桥(2)的负极性输出端与第二整流桥(3)的正极性端、辅助功率因数校正电路(5)的输出侧正极性端M和辅助单相变压器(4)原边绕组的一端同时连接；第二整流桥(3)的负极性端与辅助功率因数校正电路(5)的输出侧负极性端N、电容C2的一端和负载(6)的负极性端同时连接；辅助单相变压器(4)原边绕组的另一端与平衡电抗器(7)的中心抽头输出端D相连接，辅助单相变压器(4)副边绕组的两端分别与辅助功率因数校正电路(5)的输入侧正极性端A和输入侧负极性端B连接；平衡电抗器(7)的一端与电容C1的另一端连接，平衡电抗器(7)的另一端与电容C2的另一端连接；同步信号采样电路(10)用于同步采集u
a1
和u
b1
，并将同步采集的u
a1
和u
b1
送到12倍频三角波生成电路(11)后，生成三角波信号发送至注入电流给定电路(13)；其中，12倍频三角波生成电路(11)生成的三角波信号与辅助单相变压器(4)副边绕组输出的三角波信号同频、同相且同步；u
a1
为从移相变压器(1)输入至第二整流桥(3)中三相电压中的a相电压；u
b1
为从移相变压器(1)输入至第二整流桥(3)中三相电压中的b相电压；负载电流采样电路(8)用于采集流经负载(6)的负载电流信号i
d
，并将采集的负载电流信号i
d
送至注入电流给定电路(13)；注入电流给定电路(13)用于对接收的生成三角波信号和负载电流信号i
d
进行相乘后，生成的给定信号i
sref
送至减法器(9)的正输入端；输入电流采样电路(12)用于采集输入至辅助功率因数校正电路(5)中流过电感L
s
的电流信号i
sf
，并将采集的电流信号i
sf
送至减法器(9)的负输入端；减法器(9)将给定信号i
sref
与电流信号i
sf
进行作差，差值结果送至滞环比较器(15)；其中，给定信号i
sref
作为被减数，电流信号i
sf
作为减数；滞环比较器(15)用于根据接收的差值结果和预设的环宽，生成控制信号对PWM信号驱动电路(14)进行驱动控制，使PWM信号驱动电路(14)根据接收的控制信号生成相应的PWM驱动信号对辅助功率因数校正电路(5)中的开关管S1的门极进行驱动控制；其中，预设的环宽等于预设的滞环边界上限与预设的滞环边界下限的差值。2.根据权利要求1所述的带辅助功率因数校正电路的串联型12脉波整流器，其特征在于，所述辅助功率因数校正电路(5)为辅助Boost型功率因数校正电路，辅助Boost型功率因数校正电路包括二极管D1至D5、电感L
s
和开关管S1；
二极管D1的阳极和二极管D3的阴极连接后，作为辅助功率因数校正电路(5)的输入侧正极性端A；二极管D2的阳极和二极管D4的阴极连接后，作为辅助功率因数校正电路(5)的输入侧负极性端B；二极管D1的阴极、二极管D2的阴极和电感L
s
的一端同时连接；二极管D3的阳极、二极管D4的阳极和开关管S1的阳极连接后，作为辅助功率因数校正电路(5)的输出侧负极性端N；电感L
s
的另一端与二极管D5的阳极和开关管S1的阴极同时连接；开关管D5的阴极作为辅助功率因数校正电路(5)的输出侧正极性端M。3.根据权利要求2所述的带辅助功率因数校正电路的串联型12脉波整流器，其特征在于，辅助功率因数校正电路(5)包括4种工作模式，具体如下：工作模式Ⅰ：在t0时刻，二极管D1、开关管S1和二极管D4导通，二极管D2、二极管D3和二极管D5关闭，流经辅助功率因数校正电路(5)的输入侧正极性端A的电流i
s
的传播方向为正向，具体为：电流i
s
依次流经二极管D1、电感L
s
、开关管S1和二极管D4，此时，输入至辅助功率因数校正电路(5)的输入侧正极性端A和其输入侧负极性端B间的电压u
s
加在电感L
s
上，流经电感L
s
上的电流i
sf
线性上升，电感L
s
储存能量；在t1时刻，流经电感L
s
的电流i
sf
达到预设的滞环边界上限，开关管S1关断，该种工作模式结束；t1＞t0；工作模式Ⅱ：在t1时刻，二极管D2、二极管D3和开关管S1关断，二极管D1、二极管D4和二极管D5导通，此时，流经辅助功率因数校正电路(5)的输入侧正极性端A的电流i
s
的传播方向依然为正向，具体为：电流i
s
依次流经二极管D1、电感L
s
、开关管D5、负载(6)和二极管D4续流，并且流经电感Ls的电流i
sf
线性下降；如图3中，在t1至t2时段内，电感L
s
和辅助功率因数校正电路(5)的输入侧正极性端A与其输入侧负极性端B间的电压u
s
一起为负载(6)充电；在t2时刻，流经电感L
s
的电流i
sf
达到设定的滞环边界下限，开关管S1开通，该种工作模式结束；t2＞t1；工作模式Ⅲ：在t3至t4时段内，二极管D2、开关管S1和二极管D3导通，二极管D1、二极管D4和二极管D5关闭，流经辅助功率因数校正电路(5)的输入侧负极性端B的电流i
s
的传播方向为正向，具体为：电流i
s
依次流经二极管D2、电感L
s
、开关管S1和二极管D3，此时，输入至辅助功率因数校正电路(5)的输入侧正极性端A和其输入侧负极性端B间的电压u
s
加在电感L
s
上，流经电感L
s
的电流i
sf
线性上升，电感L
s
储存能量；在t4时刻，流经电感L
s
的电流i
sf
达到设定的滞环边界上限，开关管S1关断，此种工作模式结束；t4＞t3＞t2＞t1＞t0；工作模式Ⅳ：在t4时刻，二极管D1、二极管D4和开关管S1关断,二极管D2、二极管D3和开关管D5导通，流经辅助功率因数校正电路(5)的输入侧负极性端B的电流i
s
的传播方向为正向，具体为：电流i
s
依次流经二极管D2、电感L
s
、开关管D5、负载(6)和二极管D3续流；其中，流经电感L
s
的电流i
sf
线性下降；如图3中,在t4至t5时段内,电感L
s
和输入至辅助功率因数校正电路(5)的输入侧正极性端A与其输入侧负极性端B间的电压u
s
一起为负载(6)充电；
在t5时刻,流经电感L
s
的电流i
sf
达到设定的滞环边界下限，开关管S1开通，此种工作模式结束；t5＞t4＞t3＞t2＞t1＞t0。4.带辅助功率因数校正电路的串联型12脉波整流器，其特征在于，包括移相变压器(1)、第一整流桥(2)、第二整流桥(3)、第一辅助单相变压器(4)、辅助功率因数校正电路(5)、第二辅助单相变压器(7)、负载电流采样电路(8)、减法器(9)、同步信号采样电路(10)、12倍...
【专利技术属性】
技术研发人员：王景芳，于天龙，吕雨生，姚绪梁，李磊，赵晨，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：
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