一种全波整流电路及电压变换器的制造方法_2

文档序号:9813530阅读:来源:国知局
处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0062]本发明实施例提供了一种全波整流电路,包括电容、电感、开关管、第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管、第四整流二极管和续流二极管,其中:
[0063]第一整流二极管和第二整流二极管串联构成第一支路,第三整流二极管和第四整流二极管串联构成第二支路,第一支路和第二支路并联构成第三支路,第三支路和电感、开关管串联构成回路;
[0064]电感和开关管间的接线端通过续流二极管连接电容的第一极;
[0065]第一支路中第一整流二极管和第二整流二极管间的接线端作为交流输入电源的火线接线端;第二支路中第三整流二极管和第四整流二极管间的接线端,和电容的第二极相连,相连后的接线端作为交流输入电源的零线接线端;
[0066]电容的两端分别作为直流输出电源的正负接线端。
[0067]在本发明实施例提供的全波整流电路中,开关管具体可以为MOS管、三极管等电力电子开关器件。当开关管具体为MOS管时,开关管的第一极即为MOS管的漏极,开关管的第二极即为MOS管的源极;当开关管具体为三极管时,开关管的第一极即为三极管的集电极,开关管的第二极即为三极管的发射极。
[0068]上述MOS管、三极管仅为示例,并不用于限定本发明,其它电力电子开关器件如IGBT等,也可以作为本发明实施例提供的全波整流电路中开关管Q的具体实现方式。
[0069]进一步的,当电感和开关管间的接线端位于开关管的第一极侧时,电容的第一极具体为电容的正极,电容的第二极具体为电容的负极;开关管的第一极为开关管在导通时的电流流入极;电感和开关管间的接线端具体连接续流二极管的阳极,续流二极管的阴极连接电容的正极。
[0070]进一步的,当电感和开关管间的接线端位于开关管的第二极侧时,电容的第一极具体为电容的负极,电容的第二极具体为电容的正极;开关管的第二极为开关管在导通时的电流流出极;电感和开关管间的接线端具体连接续流二极管的阴极,续流二极管的阳极连接电容的负极。
[0071]由于全波整流电路在初始上电时,电容电压为0,因此在上电瞬间,电容相当于短路,全波整流电路中会出现较大的冲击电流。所以,较佳的,为避免冲击电流对电路造成损害,上述全波整流电路还可以包括软启动单元,第一支路中第一整流二极管和第二整流二极管间的接线端连接软启动单元的输出端,软启动单元的输入端作为交流输入电源的火线接线端;或者第二支路中第三整流二极管和第四整流二极管间的接线端,和电容的第二极相连后的接线端连接软启动单元的输入端,软启动单元的输出端作为交流输入电源的零线接线端。
[0072]下面结合附图用具体实施例对本发明实施例提供的全波整流电路进行详细说明。
[0073]实施例1:
[0074]图2所示为本发明实施例1提供的全波整流电路,包括电容C、电感L、M0S管Q、第一整流二极管Dl、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3、第四整流二极管D4和续流二极管D5,其中:
[0075]第一整流二极管Dl和第二整流二极管D2串联构成第一支路,第三整流二极管D3和第四整流二极管D4串联构成第二支路,第一支路和第二支路并联构成第三支路,第三支路和电感L、M0S管Q串联构成回路;
[0076]电感L和MOS管Q的漏极间的接线端连接续流二极管D5的阳极,续流二极管D5的阴极连接电容C的正极;
[0077]第一支路中第一整流二极管Dl和第二整流二极管D2间的接线端作为交流输入电源的火线接线端IN_L ;第二支路中第三整流二极管D3和第四整流二极管D4间的接线端,和电容C的负极相连,相连后的接线端作为交流输入电源的零线接线端IN_N ;
[0078]电容C的两端分别作为直流输出电源的正负接线端。
[0079]为了进一步说明本发明实施例1提供的全波整流电路,下面对其工作原理进行阐述。
[0080]在全波整流电路工作时,向MOS管Q的控制端输入PffM波电压,控制MOS管Q斩波。
[0081]在交流输入电源的正半周,当MOS管Q导通时,电流流经第一整流二极管D1、电感L、M0S管Q、第四整流二极管D4构成回路,电感L储能;当MOS管Q关断时,电流流经第一整流二极管D1、电感L、续流二极管D5、电容C构成回路,电感L释能,电容C储能。即在交流输入电源的正半周,第一整流二极管D1、电感L、MOS管Q、第四整流二极管D4、续流二极管D5和电容C构成了一个Boost电路,图2所示的全波整流电路呈现Boost电路特性。
[0082]在交流输入电源的负半周,当MOS管Q导通时,电流流经第三整流二极管D3、电感L、M0S管Q、第二整流二极管D2构成回路,电感L储能;当MOS管Q关断时,电感L释能,电感L、续流二极管D5、电容C、第三整流二极管D3构成回路,电容C储能。即在交流输入电源的负半周,第三整流二极管D3、电感L、M0S管Q、第二整流二极管D2、续流二极管D5和电容C构成了一个Buck-Boost电路,图2所示的全波整流电路呈现Buck-Boost电路特性。
[0083]可见,本发明实施例1提供的全波整流电路通过非隔离形式实现了直流输出电源的负极和交流输入电源的零线直接耦合,相比于现有技术中采用隔离形式实现的方案,不但成本较低、控制简单,整流电路效率也较高。
[0084]对应于本发明实施例1提供的全波整流电路,本发明实施例2还提供了一种全波整流电路。
[0085]实施例2:
[0086]图3所示为本发明实施例2提供的全波整流电路,包括电容C、电感L、M0S管Q、第一整流二极管Dl、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3、第四整流二极管D4和续流二极管D5,其中:
[0087]第一整流二极管Dl和第二整流二极管D2串联构成第一支路,第三整流二极管D3和第四整流二极管D4串联构成第二支路,第一支路和第二支路并联构成第三支路,第三支路和MOS管Q、电感L串联构成回路;
[0088]电感L和MOS管Q的源极间的接线端连接续流二极管D5的阴极,续流二极管D5的阳极连接电容C的负极;
[0089]第一支路中第一整流二极管Dl和第二整流二极管D2间的接线端作为交流输入电源的火线接线端IN_L ;第二支路中第三整流二极管D3和第四整流二极管D4间的接线端,和电容C的正极相连,相连后的接线端作为交流输入电源的零线接线端IN_N ;
[0090]电容C的两端分别作为直流输出电源的正负接线端。
[0091]为了进一步说明本发明实施例2提供的全波整流电路,下面对其工作原理进行阐述。
[0092]在全波整流电路工作时,向MOS管Q的控制端输入PffM波电压,控制MOS管Q斩波。
[0093]在交流输入电源的正半周,当MOS管Q导通时,电流流经第一整流二极管Dl、MOS管Q、电感L、第四整流二极管D4构成回路,电感L储能;当MOS管Q关断时,电感L释能,电感L、第四整流二极管D4、电容C、续流二极管D5构成回路,电容C储能。即在交流输入电源的正半周,第一整流二极管D1、M0S管Q、电感L、第四整流二极管D4、续流二极管D5和电容C构成了一个Buck-Boost电路,图3所示的全波整流电路呈现Buck-Boost电路特性。
[0094]在交流输入电源的负半周,当MOS管Q导通时,电流流经第三整流二极管D3、MOS管Q、电感L、第二整流二极管D2构成回路,电感L储能;当MOS管Q关断时,电流流经电容C、续流二极管D5、电感L、第二整流二极管D2构成回路,电感L释能,电容C储能。即在交流输入电源的负半周,第三整流二极管D3、MOS管Q、电感L、第二整流二极管D2、续流二极管D5和电容C构成了一个Boost电路,图3所示的全波整流电路呈现Boost电路特性。
[0095]可见,本发明实施例2提供的全波整流电路和上述实施例1提供的全波整流电路原理实质相同,不同的是,本发明实施例2提供的全波整流电路通过非隔离形式实现了直流输出电源的正极和交流输入电源的零线直接耦合。
[0096]在本发明实施例1和实施例2提供的全波整流电路基础上,还可以增加软启动单元,防止上电冲击。下面以本发明实施例1提供的全波整流电路增加软启动单元为例,进行详细说明。
[0097]实施例3:
[0098]图4所示为本发明实施例3提供的全波整流电路,相比于本发明实施例1提供的图2所示的全波整流电路,在交流输入电源的火线接线端IN_L侧增加了软启动单元,第一支路中第一整流二极管Dl和第二整流二极管D2间的接线端连接软启动单元的输出端,软启动单元的输入端作为交流输入电源的火线接线端IN_L。
[0099]该软启动单元,具体可以包括并联的限流二极管D6和开关S ;软启动单元中限流二极管D6的阴极对应的一端作为软启动单元的输入端,软启动单元中限流二极管D6的阳极对应的一端作为软启动单元的输出端。即限流二极管D6的阴极和开关S的接线端作为软启动单元的输入端,限流二极管D6的阳极和开关S的接线端作为软启动单元的输出端。
[0100]在图4所示的全波整流电路上电初始,控制开关S断开,待电容C充电达到一定程度时再控制开关S闭合,将限流二极管D6短路。
[0101]在本发明实施例3中,软启动单元设置在了交流输入电源的火线接线端IN_L侧,在本发明另一实施例中,软启动单元也可以设置在交流输入电源的零线接线端爪_~侧,如图5所示,第二支路中第三整流二极管D3和第四整流二极管D4间的接线端连接软启动单元的输入端,软启动单元的输出端作为交流输入电源的零线接线端IN_N。
[0102]在本发明的其它实施例中,软启动单元还可以有其它的实现形式。
[0103]实施例4:
[0104]图6所示为本发明实施例4提供的全波整流电路,该全波整流电路的软启动单元具体包括并联的限流电阻R和开关S ;限流电阻R和开关S并联后的一端作为软启动单元的输入端,另一端作为软启动单元的输出端。
[0105]在全波整流电路中增加软启动单元,能够避免上电冲击,保护电路器件,提高电路可靠性。
[0106]本发明实施例3和实施例4中软启动单元的具体实现方式仅为示例,并不用于限定本发明。
[0107]相应的,也可以在本发明实施例2提供的全波整流电路上增加软启动单元,其具体实现方式及原理相同,在此不再赘述。
[0108]本发明实施例提供的全波整流电路还可以进一步包括滤波电容,连接于交流输入电源的火线接线端IN_L和零线接线端IN_N之间,可以滤除交流输入电源中的高频纹波。
[0109]在本发明上述实施
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