逆导型开关整流电路的制作方法

本实用新型涉及电路领域，特别是涉及逆导型开关整流电路。

背景技术：

对于变频家电和通讯电源等电力电子变换器设备，含有二极管整流桥、LC滤波电路等，需要考虑平稳上电问题，否则，在上电阶段，这些电力电子变换装置就会出现过流故障，造成后级变换器过压击穿和电源空气开关动作。

在常用的上电限流措施中，大都采用在交流或直流线路中增加限流电阻的方法，具体包括三种方式：(1)直流侧或交流火线上串联限流电阻，上电时限流，上电结束后时利用继电器自动切除；(2)直流侧或交流火线上串联PTC热敏电阻，利用其正温度特性，上电时限流，上电结束后利用继电器自动切除；(3)串联NTC热敏电阻，利用其负温度特性，在上电时限流，上电结束后保留。

然而，目前的上电限流措施，设计不够简单，没有达到成本低廉的效果。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供逆导型开关整流电路，用于解决现有技术中实现平稳上电的电路结构不够简单、成本不够低廉等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种逆导型开关整流电路，包括：整流桥电路，包括：第一功率二极管PD1、第二功率二极管PD2、第三功率二极管PD3、及第二功率二极管PD4；其中，所述第一功率二极管PD1的阳极和第三功率二极管PD3的阴极相连构成所述整流桥电路的第一整流桥臂，所述第一整流桥臂的中点用于连接单相交流电源ui的火线ACL；所述第二功率二极管PD2的阳极和第四功率二极管PD4的阴极相连构成所述整流桥电路的第二整流桥臂，所述第二整流桥臂的中点用于连接所述单相交流电源ui的零线ACN；电解电容EC，其正极连接所述第一功率二极管PD1的阴极及所述第二功率二极管PD2的阴极，以形成所述逆导型开关整流电路的直流输出正极；其负极连接所述第三功率二极管PD3的阳极及所述第四功率二极管PD4的阳极且接地，以形成所述逆导型开关整流电路的直流输出负极；第一逆导单元，与所述第一功率二极管PD1或第四功率二极管PD4串联，包括：第一逆导型开关S1、及与所述逆导型开关S1并联的第一功率电阻PR1；第二逆导单元，与所述第二功率二极管PD2或第三功率二极管PD3串联，包括：第二逆导型开关S2、及与所 述逆导型开关S2并联的第二功率电阻PR2。

于本实用新型一实施例中，所述逆导型开关整流电路还包括：储能电感L，其一端相连所述第一整流桥臂和所述第二整流桥臂的非接地端，其另一端连接所述电解电容EC的正极。

于本实用新型一实施例中，所述第一逆导型开关S1的发射极与所述第一功率二极管PD1的阳极相连。

于本实用新型一实施例中，所述第一逆导型开关S1的集电极与所述第一功率二极管PD1的阴极相连。

于本实用新型一实施例中，所述第一逆导型开关S1的发射极与所述第四功率二极管PD4的阳极相连。

于本实用新型一实施例中，所述第一逆导型开关S1的集电极与所述第四功率二极管PD4的阴极相连。

于本实用新型一实施例中，所述第二逆导型开关S2的发射极与所述第二功率二极管PD2的阳极相连。

于本实用新型一实施例中，所述第二逆导型开关S2的集电极与所述第二功率二极管PD2的阴极相连。

于本实用新型一实施例中，所述第二逆导型开关S2的发射极与所述第三功率二极管PD3的阳极相连。

于本实用新型一实施例中，所述第二逆导型开关S2的集电极与所述第三功率二极管PD3的阴极相连。

如上所述，本实用新型的逆导型开关整流电路，在上电过程中，两只上电限流用功率电阻与滤波支路构成平稳上电电路，储能电容电压上升平缓，防止产生有危害作用的冲击电流。当储能电容电压上升至单相交流电源电压峰值附近时，触发导通两只整流桥臂中的两只逆导型开关，由此短接两只上电限流用功率电阻，使得整个整流电路回归到纯整流状态。相比于采用上电继电器的软上电方案，本申请可以做到无机械触点软上电，消除断续传到骚扰电压的出现，并且上电支路(不包括功率电阻)与整流桥臂可以集成设计为功率模块，由此提高功率密度。

附图说明

图1显示为本实用新型一实施例的逆导型开关整流电路结构图。

图2显示为本实用新型另一实施例的逆导型开关整流电路结构图。

图3显示为本实用新型一优选实施例的逆导型开关整流电路结构图。

图4显示为图3的逆导型开关整流电路不完全整流阶段的电路原理图。

图5显示为图3的逆导型开关整流电路完全整流阶段的电路原理图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1，本实用新型提供一种逆导型开关整流电路，包括：

1)由第一功率二极管PD1、第二功率二极管PD2、第三功率二极管PD3、及第二功率二极管PD4构成的整流桥电路，其中，所述第一功率二极管PD1的阳极和第三功率二极管PD3的阴极相连构成所述整流桥电路的第一整流桥臂，所述第一整流桥臂的中点用于连接单相交流电源u_i的火线ACL，所述第二功率二极管PD2的阳极和第四功率二极管PD4的阴极相连构成所述整流桥电路的第二整流桥臂，所述第二整流桥臂的中点用于连接所述单相交流电源u_i的零线ACN。

2)电解电容EC，其中，其正极连接所述第一功率二极管PD1的阴极及所述第二功率二极管PD2的阴极，以形成所述逆导型开关整流电路的直流输出正极，其负极连接所述第三功率二极管PD3的阳极及所述第四功率二极管PD4的阳极且接地，以形成所述逆导型开关整流电路的直流输出负极。

3)第一逆导单元，串联于所述第一功率二极管PD1或第四功率二极管PD4，包括：第一逆导型开关S1、及与所述逆导型开关S1并联的第一功率电阻PR1，其位置可以为图1中的a0、a1、a2和a3中的任意一点处。当在a0处时，所述第一逆导型开关S1的发射极与所述第一功率二极管PD1的阳极相连；当在a1处时，所述第一逆导型开关S1的集电极与所述第一功率二极管PD1的阴极相连；当在a2处时，所述第一逆导型开关S1的发射极与所述第 四功率二极管PD4的阳极相连；当在a3处时，所述第一逆导型开关S1的集电极与所述第四功率二极管PD4的阴极相连。

4)第二逆导单元，串联于所述第二功率二极管PD2或第三功率二极管PD3，包括：第二逆导型开关S2、及与所述逆导型开关S2并联的第二功率电阻PR2，其位置可以为图1中的b0、b1、b2和b3中的任意一点处。当在b0处时，所述第二逆导型开关S2的发射极与所述第二功率二极管PD2的阳极相连；当在b1处时，所述第二逆导型开关S2的集电极与所述第二功率二极管PD2的阴极相连；当在b2处时，所述第二逆导型开关S2的发射极与所述第三功率二极管PD3的阳极相连；当在b3处时，所述第二逆导型开关S2的集电极与所述第三功率二极管PD3的阴极相连。

如图2所示，在一实施例中，所述逆导型开关整流电路还包括：储能电感L，其一端相连所述第一整流桥臂和所述第二整流桥臂的非接地端，其另一端连接所述电解电容EC的正极。

举例来说，图3显示了一种优选的逆导型开关整流电路，第一逆导单元串联于a1位置，且第二逆导单元串联于b1位置。

图4显示了图3所示实施例中，不完全整流阶段原理图：单相交流电源u_i通过第一、第二功率电阻(PR1、PR2)、整流桥电路(PD1～PD4)、滤波电感L、电解电容EC构成路径，第一、第二功率电阻(PR1、PR2)起到限流作用，此时为上电的状态，由于是通过二极管整流桥来完成的，所以严格来说也是整流状态。图5显示了图3所示实施例中，完全整流阶段原理图：单相交流电源u_i通过第一、第二晶闸管(VT1、VT2)、整流桥电路(PD1～PD4)、滤波电感L、电解电容EC构成路径，第一、第二逆导型开关(S1、S2)导通压降可以忽略，此为正常运行时的状态。借由本领域技术人员能够根据交流电正负极性判断该电路中的电流流向，因而不再详细展开。

需要说明的是，上述实施例的各个元器件的参数可以优选为：

单相交流电源u_i：220V；

额定负载功率：2.5kW；

第一、第二逆导型开关S1、S2：600V，50A/100℃，用于电解电容EC充电结束时短接第一、第二功率电阻PR1、PR2；

第一～第四功率二极管PD1～PD4：600V，50A/100℃，构成整流桥电路；

第一、第二功率电阻PR1、PR2：50Ω，10W，用于上电过程中限流；

滤波电感L：0.5mH，插件，用于储能和滤波；

电解电容EC：400V，2720μF，插件，用于储能和滤波，提供直流输出电压u₀。

整个电路具体工作原理如下：

当单相交流电源u_i(220V)接通时，首先通过两个上电限流的第一、第二功率电阻(PR1、PR2)、储能电感L、电解电容EC构成充电支路，电解电容EC的电压缓慢上升，引起的网测电流较小，不至于引起电路故障。当电解电容EC的电压上升接近网压峰值时，由外接的控制电路产生驱动电流，驱动第一、第二逆导型开关(S1、S2)导通，由此短接第一、第二功率电阻(PR1、PR2)，整流电路进入到完全自然整流状态，完成平稳上电过程，从而实现输入单相交流电压u_i，输出单路直流电压u₀。

综上所述，本实用新型可以应用于采用AC-DC变换器作为前级电路的应用领域，能够同时实现自动平稳上电和单相整流过程，具有电路结构简单、功能齐全、使用器件数量少，成本低廉等优点，有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。