[发明专利]一种高功率因数整流器

说明书

本发明公开了一种高功率因数整流器，其特征在于：包括依次连接的输入端、变压器、进线电感和电阻、整流电路、直流侧电感、电容、续流二极管、IGBT和控制系统；所述IGBT并联续流二极管和直流侧电感，所述直流侧电感串联电容，并连接负载；所述整流电路包括并联的三个开关管，所述开关管上分别并联二极管，同时串联二极管。本发明通过三相相控整流器和降压斩波器的结合，设计了新的整流电路，采用PWM脉宽调制控制，克服传统的二极管整流器和相控整流器的谐波含量大和功率因数低的缺点，具有高功率因数和低谐波的优点。

技术领域

本发明涉及整流器，尤其是一种高功率因数整流器。

背景技术

随着通信、电力和绿色电源技术的发展，直流电源在通信设备、电力自动化和车辆牵引驱动等方面得到了广泛应用。在这些应用中，大多采用蓄电池来存储直流电源，但其产生的谐波同时也污染了电网环境。高功率因数和高效率的整流电源在应用中降低了电网污染，所以愈来愈受到欢迎。

传统的整流器由整流变压器和二极管整流桥或相控晶闸管整流桥组成，因此网测功率因数低、谐波含量大，对电网造成了严重的污染，随着电力电子技术的发展，具有高功率因数和低谐波含量的脉宽调制整流器的设计变得尤为重要。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种电路结构简单、成本低廉和功率因数高，适用于各种中小功率通讯电源和蓄电池充电器的PWM整流器。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一种高功率因数整流器，包括依次连接的输入端、变压器、进线电感和电阻、整流电路、直流侧电感、电容、续流二极管、IGBT和控制系统；所述IGBT并联续流二极管和直流侧电感，所述直流侧电感串联电容，并连接负载；所述整流电路包括并联的三个开关管，所述开关管上分别并联二极管，同时串联二极管。

以上整流器的设计通过控制开关管的导通与关断时间，来实现对电容的充放电，控制输出端电压在一个恒定的值，同时控制输入电流为正弦波形，并与输入电压同相位；能够增强了传统PFC电路的谐波抑制和功率因数校正能力，可实现单位功率因数；同时交流侧的电感增强了电路的电磁兼容性；通过开关管的额定电流较小，可以降低了电路的传导损失。

本发明一种高功率因数整流器，所述控制系统包括电流检测电路、同步信号检测电路、驱动保护电路、电压检测电路和单片机；所述电流检测电路并联于输入端，同时连接单片机；所述同步信号检测电路并联于输入端，同时连接单片机；所述驱动保护电路分别连接整流电路和单片机；所述电压检测电路并联于电容，同时连接单片机；所述输入端为三相输入。

本发明一种高功率因数整流器，所述单片机采用TMS320LF2407。

本发明一种高功率因数整流器，所述IPM驱动保护电路采用PM50CSA160D器件，其包括IPM驱动电路、光耦隔离电路和保护电路；所述光耦隔离电路采用的是HCPL4504芯片。

本发明一种高功率因数整流器，还包括保护电路；所述IPM驱动保护电路还包括IGBT的触发电路，其包括依次连接的RC并联电路、脉冲变压器和MOS管，所述MOS管上并联有二极管。

以上IGBT的触发电路，当正信号输入时，变压器电压经二极管向IGBT提供开通电压并给门极结电容充电，MOS管受反偏而不导电，阻断门极结电容放电；当负信号输入时，抽出IGBT电容的电荷，使其关断；从而实现IGBT的触发，能够很好的控制触发。

本发明一种高功率因数整流器，所述保护电路包括过流保护电路和过压保护电路；所述过流保护电路包括依次连接的交流断路器、快速熔断器和SCR整流桥。

以上过流保护电路，当发生过流时，电子保护电路输出触发信号使SRC导通将电路短路，从而使熔断器快速熔断而切断电路的电源。