[发明专利]一种双频单相PWM整流器

说明书

本发明涉及整流器技术领域，具体涉及一种双频单相PWM整流器，它包括器壳，该器壳内设置有电路板，该电路板上包括控制单元和主回路单元；所述主回路单元由低频功率单元和高频消谐单元构成；它通过新型的拓扑结构，降低所需电力滤波器的电感量，从而减小电感体积，降低PWM整流器的成本，简化PWM整流器的控制难度，降低大功率开关器件的开关频率，提高整流器的效率和功率密度。

【技术领域】

本发明涉及整流器技术领域，具体涉及一种双频单相PWM整流器。

【背景技术】

PWM整流器技术是将交流电能转换为直流电能的主要技术，一般需要使用自关断功率器件。由于PWM整流器的交流侧电流中含有谐波成分，而电网对电流谐波有着严格的要求，为此需要采取措施，对电流谐波进行抑制，以减小对电网的污染。同时为了降低PWM整流器的损耗，希望降低功率器件的开关频率，开关频率越低，损耗越小，但谐波越大。

目前主要采用在交流侧增加电力滤波器的方法，对PWM整流器的电流谐波进行抑制，按照滤波器的不同，可分为L型PWM单相整流器和LCL型PWM 单相整流器。在L型PWM单相整流器中，使用电感作为抑制电流谐波的电力滤波器，在LCL型PWM单相整流器中，使用一电容两电感组成的滤波电路作为电力滤波器。

在L型PWM单相整流器中，滤波器的电感值决定着滤波器的体积和成本。滤波器的电感值越大，体积越大，成本越高。而且，在滤波器的工作过程中，电流流过电感时，一方面由于电感上的电阻会产生热损耗，另一方面由于电感的感抗会导致交流压降；热损耗降低了整流器的效率，电感上的压降限制了直流电压的调节范围。同时，为了提高PWM整流器的效率，期望降低功率器件的开关频率，而开关频率越低，需要的电感值越大。因此，L型PWM整流器存在的主要问题是体积大、成本高、效率低，不利于PWM整流器的低频化。

在LCL型PWM单相整流器中，LCL滤波器是由两个电感和一个电容通过串并联组合构成的，在实际应用中，需要对两个电感值和一个电容值进行精确匹配，否则就会发生谐振。在设计控制器的过程中，需要对滤波器的状态进行测量和反馈，对控制器的参数进行精确整定，否则就不能达到预期的控制效果。因此，LCL型PWM单相整流器存在的主要问题是元器件多、体积大、成本高、结构复杂，控制难度大等。

可见，L型和LCL型单相PWM整流器，虽然能够实现谐波抑制，但是都存在着体积大、成本高的缺点，同时功率器件的开关频率较高，无法通过降低主回路的开关损耗，来提高PWM整流器的效率。

【发明内容】

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种双频单相PWM 整流器。

本发明所述的一种双频单相PWM整流器，它包括器壳，该器壳内设置有电路板，该电路板上包括控制单元和主回路单元；所述主回路单元由低频功率单元和高频消谐单元构成；

所述低频功率单元包含四个全控型开关器件(VT1-VT4)、四个功率二极管(VD1-VD4)和滤波电容C1；所述VT1与VT2串联，VT3和VT4串联，均并在两根输电导线上，两根输电导线的输出端分别为端子A和端子B；所述滤波电容C1并联在两根输电导线上；四个全控型开关器件(VT1-VT4)中，每个全控型开关器件对应反并联一个功率二极管，其中：VT1反并联VD1，VT2反并联VD2、VT3反并联VD3、VT4反并联VD4；形成低频功率分电路；

所述高频消谐单元包含四个全控型开关器件(VT5-VT8)、四个功率二极管(VD5-VD8)和滤波电容C2；所述VT5与VT6串联，VT7和VT8串联，均并在两根输电导线上；四个全控型开关器件(VT5-VT8)中，每个全控型开关器件反并联一个功率二极管，其中：VT5反并联VD5，VT6反并联VD6，VT7 反并联VD7，VT8反并联VD8；形成高频消谐分电路；