本发明专利技术提供一种交直流整流装置，包括ＰＦＣ功率因数校正模块、直流母线电容和直流直流变换器模块，直流母线电容并联连接在至少两路相互并联的ＰＦＣ功率因数校正模块和至少两路相互并联的直流直流变换器模块之间。本发明专利技术同时并联ＰＦＣ功率因数校正模块和直流直流变换器模块，减小了功率因数校正环节输出至直流母线电容的开关频率级纹波电流，同时也减小了从直流母线电容输出至直流直流变换器模块的纹波电流，降低了直流母线电容的发热量，延长了直流母线电容的使用寿命，进而延长了整个交直流整流装置的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力变电领域，尤其涉及一种交直流整流装置。技术背景目前，通信电源、电力操作电源、工业电源等领域广泛使用交直流整流 装置。图l示出了现有技术交流直流变换装置示意图，包括交直流变换器模块，PFC功率因数校正模块，以及直流直流变换器模块。现有技术中的PFC功率因 数校正模块通常采用Boost电路，直流直流变换器模块通常采用半桥串联谐振 直流直流变换器或者全桥串联谐振直流直流变换器。半桥串联谐振直流直流 变换器从直流母线电容中抽取电流。由于PFC功率因数校正模块输出电流为半 波正弦，而半桥串联谐振直流直流变换器输入功率在工频段可以看作恒定功 率，因此，需要直流母线电容存储或者释放工频级PFC电流能量。另外，为了 滤除boost电路输出的开关紋波，boost电路一般需要接较大的直流母线电容， 而PFC功率因数校正模块的后级为直流直流变换器模块，其功率脉沖瞬时也从 直流母线电容取电。因此，该直流母线电容承担滤除PFC功率因数校正模块输 出紋波电流、提供直流直流变换器模块开关频率级脉沖紋波电流的功能。现有技术PFC功率因数校正模块输出电流波形如图2所示，其中交流成分 流过(图2中的L1)直流母线电容，直流成分(图2中的S1 )流过直流直流变 换器模块。流入直流母线电容的交流电流很大，如果boost电路的电感电流连 续，基本上可以看作是从O到峰值的脉冲电流。PFC功率因数校正模块和半桥串联谐振直流直流变换器在开关频率级的 功率平衡中，直流母线电容也扮演着不可或缺的作用。从图3可以看出，半桥 串联谐振直流直流变换器开关频率级的输入电流(图3中的gn和gp)和开关频 率级交流紋波(图3中的A)比较大，由于半桥串联谐振直流直流变换器谐振 电感电流近似正弦，造成输入电流半波正弦波形从波峰到波谷具有很大的交 流紋波；同时，因为开关管寄生体二极管的续流作用，直流母线电容输出电 流还有负向成分，加剧了交流紋波的幅度，使直流母线电容开关频率级的电 流紋波输出分量较大。该直流母线电容一般由电解电容组成，而电解电容本 身等效串联阻抗(ESR)会因流经该电容的交流紋波有效值而发热，在ESR— 定的情况下，如果散热条件不变，交流紋波越大，发热越严重，电解电容的 寿命越低，从而成为整个交流直流整流装置寿命设计的软肋。为了解决这个问题，传统方法为多并联直流母线电解电容，或者选用低ESR的电解电容，或者改善散热条件，使电解电容寿命得到延长。但是电解电容，尤其是通信电源所用的耐压等级为直流450V的电解电容，所占体积大， 成本高，改善散热条件方法，在电解电容发热较为严重的情况下作用也不是 很明显。
技术实现思路
本专利技术提出 一种交直流整流装置，减小直流母线电容的波紋电流。 本专利技术提出 一种交直流整流装置包括PFC功率因数校正模块、直流母线电 容和直流直流变换器模块，直流母线电容并联连接在至少两路相互并联的PFC 功率因数校正模块和至少两路相互并联的直流直流变换器模块之间。 上述至少两路相互并联的PFC功率因数校正模块的相位相互错开。 上述至少两路相互并联的直流直流变换器模块的相位相互错开。 上述相位相互错开的角度为用2《除以相互并联的PFC功率因数校正模块 的个数得到的商。上述相位相互错开的角度为用0除以相互并联的直流直流变换器模块的 个数得到的商。上述交直流整流装置还包括至少一过流保护模块，过流保护模块分别与 至少一直流直流变换器模块相连接,分别保护至少一直流直流变换器模块。上述过流保护模块采用二极管，直流直流变换器模块包括谐振电容，二 极管并联在直流直流变换器模块上的谐振电容两端。本专利技术同时并联PFC功率因数校正模块和直流直流变换器模块，减小了功 率因数校正环节输出至直流母线电容的开关频率级紋波电流，同时也减小了 从直流母线电容输出至直流直流变换器模块的紋波电流，降低了直流母线电 容的发热量，延长了直流母线电容的使用寿命，进而提高了整个交直流整流 装置的使用寿命。附图说明图l是本专利技术现有技术交流直流变换器原理示意图； 图2是本专利技术现有技术单路PFC功率因数校正模块输出开关频率级紋波电 流波形；图3是本专利技术现有技术直流母线电容输入至半桥串联谐振直流直流变换 器的开关频率级紋波电流波形；图4是本专利技术第 一 实施例结构示意图5是本专利技术第 一 实施例电路示意图；图6是交错并联的PFC功率因数校正模块输出的紋波电流和单路PFC功率 因数校正模块输出紋波电流；图7是直流直流变换器模块采用全桥串联谐振直流直流变换器的电路示 意图；图8是采用交错并联PFC功率因数校正模块后，直流母线电容输入紋波电 流的对比图；图9是本专利技术第二实施例的结构示意图； 图10是本专利技术第二实施例的电路示意图； 图ll是本专利技术第三实施例的结构示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步 说明。具体实施方式图4示出了本专利技术第一实施例结构示意图。交直流整流装置包括交直流变 换器模块IOO、相互并联的第一PFC功率因数校正模块200和第二PFC功率因数 校正模块201、直流母线电容300和相互并联的第一直流直流变换器模块400和 第二直流直流变换器模块401。交直流变换器模块100输出端和直流母线电容 300之间并联有第一PFC功率因数校正模块200和第二PFC功率因数校正模块 201,直流母线电容300和负载之间并联有第一直流直流变换器模块400和第二 直流直流变换器模块401。交直流变换器模块100的输入端接交流电，两路相 互并联的第一直流直流变换器模块400和第二直流直流变换器模块401输出端 接负载。图5示出了本实施例的电路示意图。第一PFC功率因数校正模块200和 第二PFC功率因数校正模块201采用Boost电路，第一直流直流变换器模块400 和第二直流直流变换器模块401采用半桥串联谐振直流直流变换器。PFC功率因数校正模块包括有开关管，因为本实施例并联第一PFC功率因 数校正模块200和第二PFC功率因数校正模块201,所以第一PFC功率因数校正 模块200上的开关管控制信号和第二PFC功率因数校错字正模块201上的开关 管的控制信号的相位相互错开2(2/2,即180° ,即交错并联第一PFC功率因数 校正模块2OO和第二PFC功率因数校正模块201 。交错并联第一PFC功率因数校 正模块2OO和第二PFC功率因数校正模块2Ol后，第一PFC功率因数校正模块200 上的开关管和第二PFC功率因数校正模块201上的开关管间隔180。相位导通。 如图6所示单路PFC功率因数校正模块输出波紋电流波形(图6中的L1和L2)以 及交错并联PFC功率因数校正模块输出的波紋电流波形(图6中的Icout)。从 波形可以看出，交错并联后的第一PFC功率因数校正模块200和第二PFC功率因数校正模块201开关频率级输出紋波电流比单独每一路的PFC功率因数校正模 块的开关频率级紋波电流小了很多，从而降低了直流母线电容300的发热量。并联PFC功率因数校正模块减小输入至直流母线电容300紋波电流的原理 如下假设PFC功率因数校正模块工作在临界连续模式下，假设tO时刻输入到直流母线电容300上的波紋电流平均值为7'",占空比为D (D>l/2)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种交直流整流装置，包括ＰＦＣ功率因数校正模块、直流母线电容和直流直流变换器模块，直流母线电容并联连接在至少两路相互并联的ＰＦＣ功率因数校正模块和至少两路相互并联的直流直流变换器模块之间。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱春辉，柳树渡，张强，刘志宇，
申请(专利权)人：艾默生网络能源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]
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