单相可控整流电路制造技术

本发明专利技术公开一种电力电子技术领域的单相可控整流电路，包括整流电路、升压电路和滤波电路。整流电路为单相不控整流电路，其输入端与交流电源相连，输出端与升压电路的输入端相连，升压电路为单相可控整流电路，其输出端与滤波电路的输入端相接，滤波电路为电容电路，其端子为单相可控整流电路的输出端。本发明专利技术可实现直流升压和网侧单位功率因数，其特点是：在直流侧完成功率因数校正，电路结构简单，电源利用率高，成本低廉，适合于单相有源单位功率因数校正场合，如变频家电和通信电源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种电力电子
的单相可控整流电路，具体是一种可将220V交流电升压至385V直流电压和网侧单位功率因数的电路。
技术介绍
单相可控整流电路是家用电器和通信电源的 重要组成部分。随着我国家用电器和通信电源的迅猛发展，对于单相整流电路的需求越来越旺盛，对单相整流电路的输入功率因数和电流谐波抑制要求也越来越高。稳定性好，功率因数高的单相可控整流电路符合满足清洁能源标准的发展要求，具有良好的应用前景。单相可控整流电路为了完成升压直流输出、单位功率因数和谐波抑制，可以采用带隔离型的单相可控整流电路方案和非隔离型的单相可控整流电路方案。与带隔离型的单相可控整流电路方案相比，非隔离型的单相可控整流电路方案具有结构简单，成本低廉，电源利用率高，稳定可靠的优点。经过对现有适合高功率因数升压变换器技术的检索发现，“基于DSP的Boost PFC软开关变换器研究”(电力电子技术，2012第2期)中描述的单相可控整流电路的结构缺乏控制的灵活性，功率因数低，输入电流谐波大，对电网的谐波污染明显，不符合清洁能源标准。为此需要采用单相可控整流电路，能实现网侧单位因数，电源利用率高，无谐波电流污染,而且供电质量高。综上所述，现有的单相不控整流电路应该改进成单相可控整流电路和采用单相功率因数校正器，实现单位输入功率因数，降低谐波电流污染，实现电力环保。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的上述不足，提供一种单相可控整流电路，使其实现升压直流输出，单位功率因数输出，具有结构简单、控制简便、成本低廉等优点。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括依次级联的整流电路、升压电路和滤波电路，其中整流电路的输出端与升压电路的输入端相连，升压电路的输出端与滤波电路的输入端相接，滤波电路的两个端子即单相可控整流电路的输出端。所述的整流电路为单相不控整流电路第一电容两端与交流电源输入端相连。第一二极管阳极与第一节点A相连，其阴极与第三节点C相连，第二二极管阳极与第四节点D相连，其阴极与第一节点A相连，第三二级管阳极与第二节点B相连，其阴极与第三节点C相连，第四二极管阳极与第四节点D相连，其阴极与第二节点B相连，第一 第四二极管构成单相不控整流电路。所述的升压电路为单相可控整流电路第一电感两端分别与第三节点C和第五节点E相连。第一 IGBT集电极与输出正极相连，其发射极与第五节点E相连；第二 IGBT集电极与第五节点E相连，其发射极与输出负极相连；第三IGBT集电极与输出正极相连，其发射极与第四节点D相连；第四IGBT集电极与第四节点D相连，其发射极与输出负极相连。所述的滤波电路为电容电路，第一电解电容正极与输出正极相连，负极与输出负极相连，第一电阻为稳定电阻，其两端与第一电解电容两端并联。所述的升压电路中所述的四个IGBT的门极接收PWM脉冲控制信号，并且使得四个IGBT的工作原理为第一 IGBT和第四IGBT组成第一组IGBT，第二 IGBT和第三IGBT组成第二组IGBT。在一个开关周期中，第一组IGBT导通时第二组IGBT关断，第一电感为第一电解电容供电；第一组IGBT关断时第二组IGBT开通，第一电感充电，此时第一电解电容在第五节点E和第四节点D之间产生负压，使得第一电 感两端压差增大，电感电流变化增大，提高了控制的灵活性。通过控制第一组IGBT和第二组IGBT的占空比，可以实现直流升压。通过控制直流侧输入电流和输出电压，可以在直流侧完成功率因数校正。采用上述技术方案，本专利技术利用单相可控整流电路将交流电压转换为升高的直流电压进行处理，提出了单相可控整流电路，电路结构简单，单位功率因数，输出电压稳定性好，能够满足清洁能源标准。本专利技术具有设计结构新颖、通用性强、成本低廉等优点。附图说明图I为本专利技术的电路原理图；图2是由图I衍生出的相关电路图；图3是对图2进一步改进的电路具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图I所示，本实施例提出一种可将220V交流电升压转换为385V直流电压、网侧单位功率因数的升压电路，功率等级为3. 5kW，包括依次级联的整流电路I、升压电路2和滤波电路3，整流电路I的输出端与升压电路2输入端相连，升压电路2的输出端与滤波电路3的输入端相连。所述的整流电路I为单相不控整流电路第一电容Cl两端与交流电源输入端P1、NI相连。第一二极管Dl阳极与第一节点A相连，其阴极与第三节点C相连，第二二极管D2阳极与第四节点D相连，其阴极与第一节点A相连，第三二级管D3阳极与第二节点B相连，其阴极与第三节点C相连，第四二极管D4阳极与第四节点D相连，其阴极与第二节点B相连，第一 第四二极管Dl D4构成单相不控整流电路。所述的电容Cl 为 2. 2 ii F/250VAC。所述的二极管Dl D4 为 35A/400V/100°C。所述的升压电路2为单相可控整流电路第一电感LI两端分别与第三节点C和第五节点E相连。第一 IGBT SI集电极与输出正极P2相连，其发射极与第五节点E相连；第二 IGBT S2集电极与第五节点E相连，其发射极与输出负极N2相连；第三IGBT S3集电极与输出正极P2相连，其发射极与第四节点D相连；第四IGBT S4集电极与第四节点D相连，其发射极与输出负极N2相连。所述的电感LI为ImH。所述的IGBT SI S4 为功率 IGBT 35A/600V/100°C，开关频率为 20kHz。所述的升压电路2中所述的四个IGBT的门极接收PWM脉冲控制信号，并且使得四个IGBT的工作原理为第一 IGBT和第四IGBT组成第一组IGBT，第二 IGBT和第三IGBT组成第二组IGBT。在一个开关周期中，第一组IGBT导通时第二组IGBT关断，第一电感为第一电解电容供电；第一组IGBT关断时第二组IGBT开通，第一电感充电，此时第一电解电容在第五节点E和第四节点D之间产生负压，使得第一电感两端压差增大，电感电流变化增大，提高了控制的灵活性。通过控制第一组IGBT和第二组IGBT的占空比，可以实现直流升压。通过控制直流侧输入电流和输出电压，可以在直流侧完成功率因数校正。所述的滤波电路3为电容电路，第一电解电容El正极与输出正极P2相连，负极与输出负极N2相连，第一电阻Rl为稳定电阻，其两端 与第一解电容El端并联。所述的电解电容El为铝电解电容2200 iiF/400V。所述的电阻Rl为200k Q /2W。本实施例通过以下方式进行工作220V交流电通过整流电路I整流输出正弦半波直流电压。升压电路2中所述的四个IGBT的门极接收PWM脉冲控制信号，并且使得四个IGBT的工作原理为第一 IGBT和第四IGBT组成第一组IGBT，第二 IGBT和第三IGBT组成第二组IGBT。在一个开关周期中，第一组IGBT导通时第二组IGBT关断，第一电感为第一电解电容供电；第一组IGBT关断时第二组IGBT开通，第一电感充电，此时第一电解电容在第五节点E和第四节点D之间产生负压，使得第一电感两端压差增大，电感电流变化增大，提高了控制的灵活性。通过控制第一组IGBT和第二组IGBT的占空比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相可控整流电路，包括整流电路、升压电路和滤波电路，所述整流电路的输出端与升压电路的输入端相连，所述升压电路的输出端与滤波电路的输入端相接，所述滤波电路的两个端子即单相可控整流电路的输出端；其特征在于：所述的整流电路为单相不控整流电路：第一电容两端与交流电源输入端相连，第一二极管阳极与第一节点A相连，其阴极与第三节点C相连，第二二极管阳极与第四节点D相连，其阴极与第一节点A相连，第三二级管阳极与第二节点B相连，其阴极与第三节点C相连，第四二极管阳极与第四节点D相连，其阴极与第二节点B相连，第一～第四二极管构成单相不控整流电路；所述的升压电路为单相可控整流电路：第一电感两端分别与第三节点C和第五节点E相连；第一IGBT集电极与输出正极相连，其发射极与第五节点E相连；第二IGBT集电极与第五节点E相连，其发射极与输出负极相连；第三IGBT集电极与输出正极相连，其发射极与第四节点D相连；第四IGBT集电极与第四节点D相连，其发射极与输出负极相连，第一～第四二极管构成单相可控整流电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆飞，王男，杨喜军，唐厚君，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：