一种高效的AC-DC整流变换器制造技术

本实用新型专利技术涉及整流变换技术领域，提出了一种高效的AC

【技术实现步骤摘要】
一种高效的AC
‑
DC整流变换器


[0001]本技术涉及整流变换
，具体的，涉及一种高效的AC
‑
DC整流变换器。

技术介绍

[0002]维也纳整流器是上世纪90年代由奥地利VIENNA大学的J.W.Kolar教授等人专利技术的新型的PWM整流器拓扑，常见的有三相维也纳整流器电路、单相维也纳整流器电路。维也纳整流器是一种功率因数校正电路(PFC)，可实现AC
‑
DC功能，属于三电平的PWM整流器拓扑，正常工作时开关管的最大承受电压是直流母线电压的一般，开关管没有直通现象，与其他拓扑相比，相同开关频率下，电感纹波小，电感的体积小，整流器的功率密度相对较大，输入电流的谐波更低。
[0003]因此，在高功率因数、低电流谐波的整流器应用场合中，尤其在近些年的新能源汽车充电桩、车载充电机、航空发电机领域，维也纳整流器得到了广泛的应用。但传统的维也纳整流器存在效率低的问题。随着科技的不断进步，如何进一步优化电能质量、提高电能的变换效率仍是当前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本技术提出一种高效的AC
‑
DC整流变换器，解决了现有技术中维也纳整流器效率低的问题。
[0005]本技术的技术方案如下：
[0006]一种高效的AC
‑
DC整流变换器，包括控制单元、AC
‑
DC整流电路和驱动电路，所述控制单元连接所述驱动电路，所述驱动电路连接所述AC
‑
DC整流电路，所述AC
‑
DC整流电路包括三路电路结构相同的支路，任一所述支路包括电感L2、二极管D3、二极管D5、二极管D6、二极管D8、功率管Q1、功率管Q2、电容C2、电容C3，
[0007]所述电感L2的第一端连接A相电，所述电感L2的第二端连接所述二极管D5的阳极，所述二极管D5的阴极连接所述二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极连接所述电容C2的第一端，
[0008]所述电感L2的第二端连接所述二极管D6的阴极，所述二极管D6的阳极连接所述二极管D8的阴极，所述二极管D8的阳极连接所述电容C3的第一端，
[0009]所述电感L2的第二端连接所述功率管Q1的漏极，所述功率管Q1的源极连接所述功率管Q2的源极，所述功率管Q1的栅极连接所述功率管Q2的栅极，所述功率管Q1的栅极连接所述驱动电路，所述功率管Q2的漏极连接所述电容C2的第二端，
[0010]所述电容C2的第一端作为所述AC
‑
DC整流电路的第一输出端，所述电容C3的第一端作为所述AC
‑
DC整流电路的第二输出端，所述电容的C2的第二端和所述电容C3的第二端均接地。
[0011]进一步，本技术中所述支路还包括二极管D4和二极管D7，所述二极管D4的阴极连接所述二极管D5的阴极，所述二极管D4的阳极连接所述电容C2的第二端，所述二极管
D7的阴极连接所述二极管D6的阳极，所述二极管D7的阴极连接所述电容C2的第二端。
[0012]进一步，本技术中所述驱动电路包括三路电路结相同的支路，任一所述支路包括电阻R7、光耦U1、电阻R3和电阻R5，所述光耦U1的第一输入端通过所述电阻R7连接所述控制单元，所述光耦U1的第二输入端接地，所述光耦U1的输出端连接所述电阻R3的第一端，所述电阻R3的第二端连接所述功率管Q1的栅极，所述电阻R5的第一端连接所述电阻R3的第一端，所述电阻R5的第二端接地。
[0013]进一步，本技术中还包括电流检测电路，所述电流检测电路包括电流传感器U8、电阻R26、电阻R27、电阻R28、运放U9、电阻R29和电阻R30，电阻RL的第一端连接所述电容C2的第一端，所述电阻RL的第二端连接所述电流传感器U8的第一输入端，所述电流传感器U8的第二输入端连接所述电容C3的第一端，所述电流传感器U8的输出端通过所述电阻R26连接所述运放U9的反相输入端，所述运放U9的同相输入端通过所述电阻R27连接2.5V电源，所述运放U9的同相输入端通过所述电阻R28接地，所述运放U9的输出端通过所述电阻R29连接所述运放U9的反相输入端，所述运放U9的输出端通过所述电阻R30连接所述控制单元。
[0014]进一步，本技术中还包括电压检测电路，所述电压检测电路包括两路电路结构相同的支路，任一所述支路包括电阻R9、电阻R12、电阻R14、隔离放大器U6、电阻R19、电阻R21、电阻R22、运放U7、电阻R23和电阻R24，所述隔离放大器U6的第一输入端通过所述电阻R9连接所述电容C2的第一端，所述隔离放大器U6的第二输入端接地，所述电阻R12的第一端连接所述隔离放大器U6的第一输入端，所述电阻R12的第二端接地，所述隔离放大器U6的第一输出端通过所述电阻R19连接所述运放U7的反相输入端，所述隔离放大器U6的第二输出端通过所述电阻R21连接所述运放U7的同相输入端，所述运放U7的同相输入端通过所述电阻R22接地，所述运放U7的输出端通过所述电阻R23连接所述运放U7的反相输入端，所述运放U7的输出端通过所述电阻R24连接所述控制单元。
[0015]进一步，本技术中还包括过热保护电路，所述过热保护电路包括电阻R32、热敏电阻RT1、三极管Q9、电阻R20、电阻R18、电阻R17、电阻R16、运放U3和电阻R15，所述电阻R32的第一端连接15V电源，所述电阻R32的第二端通过所述热敏电阻RT1接地，所述三极管Q9的基极连接所述电阻R32的第二端，所述三极管Q9的集电极通过所述电阻R20接地，所述三极管Q9的发射极连接所述电阻R17的第一端，所述电阻R17的第二端连接15V电源，所述运放U3的反相输入端连接所述电阻R17的第一端，所述运放U3的输出端通过所述电阻R16接地，所述运放U3的同相输入端通过所述电阻R18连接2.5V电源，所述运放U3的输出端通过所述电阻R15连接所述运放U3的反相输入端，所述运放U3的输出端连接所述控制单元。
[0016]本技术的工作原理及有益效果为：
[0017]本技术中，二极管D3和二极管D8采用的是低压快速二极管，用于降低开关损耗；二极管D5和二极管D6采用的是低压整流二极管，用于降低导通损耗；用二极管D3和二极管D5代替传统维也纳整流电路中单个的高压二极管。通过二极管D3和二极管D5两者的结合，提高了整流的效率。
[0018]具体的，AC
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DC整流电路的工作原理为：当在A相电压的正半周：当控制单元输出的PWM驱动信号为低电平时，功率管Q1截止，A相输出正电平，该电平经二极管D5和二极管D3整流后加至电容C2的两端，最后通过另外两相回到A相电网，此阶段A相电电容C2进行快速充放电，输出正电平直流信号，同时为后级负载供电；当控制单元输出的PWM驱动信号为高电
平时，功率管Q1导通，A相电经功率管Q1和与功率管Q2反相并联的二极管后到地，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效的AC
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DC整流变换器，其特征在于，包括控制单元、AC
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DC整流电路和驱动电路，所述控制单元连接所述驱动电路，所述驱动电路连接所述AC
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DC整流电路，所述AC
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DC整流电路包括三路电路结构相同的支路，任一所述支路包括电感L2、二极管D3、二极管D5、二极管D6、二极管D8、功率管Q1、功率管Q2、电容C2、电容C3，所述电感L2的第一端连接A相电，所述电感L2的第二端连接所述二极管D5的阳极，所述二极管D5的阴极连接所述二极管D3的阳极，所述二极管D3的阴极连接所述电容C2的第一端，所述电感L2的第二端连接所述二极管D6的阴极，所述二极管D6的阳极连接所述二极管D8的阴极，所述二极管D8的阳极连接所述电容C3的第一端，所述电感L2的第二端连接所述功率管Q1的漏极，所述功率管Q1的源极连接所述功率管Q2的源极，所述功率管Q1的栅极连接所述功率管Q2的栅极，所述功率管Q1的栅极连接所述驱动电路，所述功率管Q2的漏极连接所述电容C2的第二端，所述电容C2的第一端作为所述AC
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DC整流电路的第一输出端，所述电容C3的第一端作为所述AC
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DC整流电路的第二输出端，所述电容的C2的第二端和所述电容C3的第二端均接地。2.根据权利要求1所述的一种高效的AC
‑
DC整流变换器，其特征在于，所述支路还包括二极管D4和二极管D7，所述二极管D4的阴极连接所述二极管D5的阴极，所述二极管D4的阳极连接所述电容C2的第二端，所述二极管D7的阴极连接所述二极管D6的阳极，所述二极管D7的阴极连接所述电容C2的第二端。3.根据权利要求1所述的一种高效的AC
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DC整流变换器，其特征在于，所述驱动电路包括三路电路结相同的支路，任一所述支路包括电阻R7、光耦U1、电阻R3和电阻R5，所述光耦U1的第一输入端通过所述电阻R7连接所述控制单元，所述光耦U1的第二输入端接地，所述光耦U1的输出端连接所述电阻R3的第一端，所述电阻R3的第二端连接所述功率管Q1的栅极，所述电阻R5的第一端连接所述电阻R3的第一端，所述电阻R5的第二端接地。4.根据权利要求1所述的一种高效的AC
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DC整流变换器，其特征在于，还包括电流检测电路，所述电流检测电路包括电流传感器U8、电阻R26、电阻R2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，陈冀生，刘亚峰，
申请(专利权)人：先控捷联电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：