CN103904917A - 交流整流升压电路及整流升压装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种交流整流升压电路以及具有该交流整流升压电路的整流升压装置,所述交流整流升压电路包括第一电感、电子开关、第一二极管、第二二极管、第一电容、第二电容和用于外接交流电的交流输入端,其中交流输入端包括第一输入端和第二输入端,该第一输入端通过第一电感与所述第一二极管的阳极连接,第一二极管的阴极与第一电容的正极连接,该第一电容的负极与交流输入端的第二输入端连接;第二电容的正极与第一电容的负极连接,阴极与所述第二二极管的阳极连接;电子开关用于控制所述第一二极管的阳极与交流输入端的第二输入端连接。本发明降低了电路的损耗,提高了输出效率。

Description

交流整流升压电路及整流升压装置

技术领域

[0001 ] 本发明涉及电源技术领域,特别涉及一种交流整流升压电路及整流升压装置。

背景技术

[0002] 众所周知,对煤、石油、天然气等在短期内不可再生的能源,随着社会的发展,总会有用完的那一天,趋势是该类能源会越来越短缺。如何提高能源的利用率和降低资源的使用就成为迫切的课题。

[0003] 现有技术中,交流整流升压电路,一般采用的方法是,首先经过整流,然后再进行升压。但是在这种情况下,由于整流桥存在损耗,尤其是在大电流的情况下其损耗极为严重,因此造成了极大的资源浪费。

发明内容

[0004] 本发明的主要目的在于提供一种交流整流升压电路,旨在降低电路的损耗,提高输出效率。

[0005] 为了实现上述目的,本发明提一种供交流整流升压电路,所述交流整流升压电路包括第一电感、电子开关、第一二极管、第二二极管、第一电容、第二电容和用于外接交流电的交流输入端,其中交流输入端包括第一输入端和第二输入端,该第一输入端通过第一电感与所述第一二极管的阳极连接,第一二极管的阴极与第一电容的正极连接,该第一电容的负极与交流输入端的第二输入端连接;第二电容的正极与第一电容的负极连接,阴极与所述第二二极管的阳极连接;电子开关用于控制所述第一二极管的阳极与交流输入端的第二输入端连接。

[0006] 优选地,所述电子开关包括用于控制电流从所述第一二极管的阳极流至交流输入端的第二输入端的第一电子开关,以及用于控制电流从所述交流输入端的第二输入端流至第二二极管的阴极的第二电子开关。

[0007] 优选地,所述第一电子开关和第二电子开关均为未含体二极管的开关管。

[0008] 优选地,所述第一电子开关和第二电子开关为均单管。

[0009] 优选地,所述交流整流升压电路还包括交流整流升压子电路,该交流整流升压子电路包括第二电感、第三二极管和第四二极管,其中第二电感的一端与所述交流输入端的第一输入端连接,另一端与所述第三二极管的阳极连接,该第三二极管的阴极与所述第一二极管的阴极连接;第四二极管的阳极与所述第二二极管的阳极连接,阴极与所述交流输入端的第二输入端连接;所述交流整流升压子电路还包括用于控制电流从所述第三二极管的阳极流至交流输入端的第二输入端的第三电子开关、以及用于控制电流从所述交流输入端的第二输入端流至第四二极管的阴极的第四电子开关。

[0010] 优选地,所述交流整流升压子电路的数量至少为两个,且交错并联。

[0011] 本发明还提供一种整流升压装置,该整流升压装置包括交流整流升压电路,所述交流整流升压电路包括第一电感、电子开关、第一二极管、第二二极管、第一电容、第二电容和用于外接交流电的交流输入端,其中交流输入端包括第一输入端和第二输入端,该第一输入端通过第一电感与所述第一二极管的阳极连接,第一二极管的阴极与第一电容的正极连接,该第一电容的负极与交流输入端的第二输入端连接;第二电容的正极与第一电容的负极连接,阴极与所述第二二极管的阳极连接;电子开关用于控制所述第一二极管的阳极与交流输入端的第二输入端连接。

[0012] 本发明通过在交流输入端的输入的交流电的正负半周均经过第一电感进行储能,并当交流输入端的交流电处于正半周的时,首先控制第一电子开关导通、第二电子开关截止,对第一电感进行充电,然后控制第一电子开关截止、第二电子开关截止,从而将第一电感储存的电能转存至第一电容上,以作为输出的直流电压。当交流输入端的交流电处于负半周的时,首先控制第一电子开关截止、第二电子开关导通,对第一电感进行充电,然后控制第一电子开关截止、第二电子开关截止,从而将第一电感储存的电能转存至第二电容上,以作为输出的直流电压。由于在各个阶段中电流均只经过一个半导体器件,而且相对于现有技术而言省去了桥堆的整流损耗,因此降低了电路的损耗,提高了输出效率。此外由于第一电容两端和第二电容两端具有大小相等极性相反的电压,因此,可有效提高电压升压的倍数。

附图说明

[0013] 图1为本发明交流整流升压电路一实施例的结构示意图;

[0014] 图2为本发明交流整流升压电路另一实施例的结构示意图。

[0015] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

[0016] 应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

[0017] 参照图1,图1为本发明交流整流升压电路一实施例的结构示意图。本实施例提供的交流整流升压电路包括第一电感L1、电子开关K、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容Cl、第二电容C2和用于外接交流电的交流输入端10,其中交流输入端10包括第一输入端IOa和第二输入端IOb,该第一输入端IOa通过第一电感LI与第一二极管Dl的阳极连接,第一二极管Dl的阴极与第一电容Cl的正极连接,该第一电容Cl的负极与交流输入端10的第二输入端IOb连接;第二电容C2的正极与第一电容Cl的负极连接,阴极与第二二极管D2的阳极连接;电子开关K用于控制第一二极管Dl的阳极与交流输入端10的第二输入端IOb连接。

[0018] 具体地,上述电子开关K包括用于控制电流从第一二极管Dl的阳极流至交流输入端10的第二输入端IOb的第一电子开关Kl,以及用于控制电流从交流输入端10的第二输入端IOb流至第二二极管D2的阴极的第二电子开关K2。

[0019] 本实施例中,上述第一电子开关Kl和第二电子开关K2的可根据实际需要进行选择。为了防止电流在第一电子开关Kl和第二电子开关K2截止时存在漏电现象,优选地,该第一电子开关Kl和第二电子开关K2均采用未含体二极管的开关管。例如,该第一电子开关Kl和第二电子开关K2均为单管。

[0020] 应当说明的是,上述交流输入端10的第一输入端IOa可以为火线L,第二输入端IOb可以为零线N。

[0021] 当交流输入端10输入的电压为正电压时,首先可通过脉宽调制信号控制第一电子开关Kl导通,且第二电子开关K2截止,电路中的电流从交流输入端10的第一输入端IOa输入,经第一电感L1、第一电子开关Kl回到交流输入端10的第二输入端IOb,从而形成对第一电感LI充电的电流回路。然后控制第一电子开关Kl截止,且第二电子开关K2截止,第一电感LI上所储存的电能经第一二极管Dl对第一电容Cl进行充电,从而使得第一电容Cl两端产生直流电压。

[0022] 当交流输入端10输入的电压为负电压时,首先可通过脉宽调制信号控制第二电子开关K2导通,且第一电子开关Kl截止,电路中的电流从交流输入端10的第二输入端IOb输入,经第一电感L1、第二电子开关K2回到交流输入端10的第一输入端IOa,从而形成对第一电感LI充电的电流回路。然后控制第二电子开关K2截止,且第一电子开关Kl截止,第一电感LI的电流经第二电容C2、第二二极管D2返回至交流输入端10的第二输入端10b,以将所述第一电感LI上所储存的电能转存至第二电容两端,从而使得第二电容C2两端产生直流电压。

[0023] 本发明通过在交流输入端10的输入的交流电的正负半周均经过第一电感LI进行储能,并当交流输入端10的交流电处于正半周的时,首先控制第一电子开关Kl导通、第二电子开关K2截止,对第一电感LI进行充电,然后控制第一电子开关Kl截止、第二电子开关K2截止,从而将第一电感LI储存的电能转存至第一电容Cl上,以作为输出的直流电压。当交流输入端10的交流电处于负半周的时,首先控制第一电子开关Kl截止、第二电子开关K2导通,对第一电感LI进行充电,然后控制第一电子开关Kl截止、第二电子开关K2截止,从而将第一电感LI储存的电能转存至第二电容C2上,以作为输出的直流电压。由于在各个阶段中电流均只经过一个半导体器件,而且相对于现有技术而言省去了桥堆的整流损耗,因此降低了电路的损耗,提高了输出效率。此外由于第一电容Cl两端和第二电容C2两端具有大小相等极性相反的电压,因此,可有效提高电压升压的倍数。

[0024] 结合参照图2,图2为本发明交流整流升压电路另一实施例的结构示意图,基于上述实施例,本实施例中,上述交流整流升压电路还包括交流整流升压子电路20,该交流整流升压子电路20包括第二电感L2、第三二极管D3和第四二极管D4,其中第二电感L2的一端与上述交流输入端10的第一输入端IOa连接,另一端与上述第三二极管D3的阳极连接,该第三二极管D3的阴极与第一二极管Dl的阴极连接;第四二极管D4的阳极与第二二极管D2的阳极连接,阴极与交流输入端10的第二输入端IOb连接;交流整流升压子电路20还包括用于控制电流从第三二极管D3的阳极流至交流输入端10的第二输入端IOb的第三电子开关K3、以及用于控制电流从交流输入端10的第二输入端IOb流至第四二极管D4的阴极的第四电子开关K4。

[0025] 本实施例中,第三电子开关K3和上述第一电子开关Kl的功能作用一致,第四电子开关K4和上述第二电子开关K2的功能作用一致。其原理和工作过程可参照上述实施例,在此不再赘述。由于增加一交流整流升压子电路20进行整流升压,因此可以降低整流后电流总的纹波系数。

[0026] 可以理解的是,上述交流整流升压子电路20的数量可根据实际需要进行设置,在此不作进一步地限定,当交流整流升压子电路20设置为多个时,交流整流升压子电路20之间相互交错并联。

[0027] 应当说明的是,本发明提供的交流整流升压电路不仅可以用于单相整流电路,还可以应用于三相整流电路。应用于三相整流电路中的原理和单相整流电路的原理一致,在此不再赘述。

[0028] 本发明还提供一种整流升压装置,该整流升压装置包括交流整流升压电路,该交流整流升压电路的结构可参照上述实施例,在此不再赘述。理所应当地,由于本实施例的整流升压装置采用了上述交流整流升压电路的技术方案,因此该整流升压装置具有上述交流整流升压电路所有的有益效果。

[0029] 以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种交流整流升压电路,其特征在于,包括第一电感、电子开关、第一二极管、第二二极管、第一电容、第二电容和用于外接交流电的交流输入端,其中交流输入端包括第一输入端和第二输入端,该第一输入端通过第一电感与所述第一二极管的阳极连接,第一二极管的阴极与第一电容的正极连接,该第一电容的负极与交流输入端的第二输入端连接;第二电容的正极与第一电容的负极连接,阴极与所述第二二极管的阳极连接;电子开关用于控制所述第一二极管的阳极与交流输入端的第二输入端连接。
2.如权利要求1所述的交流整流升压电路,其特征在于,所述电子开关包括用于控制电流从所述第一二极管的阳极流至交流输入端的第二输入端的第一电子开关,以及用于控制电流从所述交流输入端的第二输入端流至第二二极管的阴极的第二电子开关。
3.如权利要求2所述的交流整流升压电路,其特征在于,所述第一电子开关和第二电子开关均为未含体二极管的开关管。
4.如权利要求2所述的交流整流升压电路,其特征在于,所述第一电子开关和第二电子开关均为单管。
5.如权利要求1至4任一项所述的交流整流升压电路,其特征在于,所述交流整流升压电路还包括交流整流升压子电路,该交流整流升压子电路包括第二电感、第三二极管和第四二极管,其中第二电感的一端与所述交流输入端的第一输入端连接,另一端与所述第三二极管的阳极连接,该第三二极管的阴极与所述第一二极管的阴极连接;第四二极管的阳极与所述第二二极管的阳极连接,阴极与所述交流输入端的第二输入端连接;所述交流整流升压子电路还包括用于控制电流从所述第三二极管的阳极流至交流输入端的第二输入端的第三电子开关、以及用于控制电流从所述交流输入端的第二输入端流至第四二极管的阴极的第四电子开关。
6.如权利要求5所述的交流整流升压电路,其特征在于,所述交流整流升压子电路的数量至少为两个,且交错并联。
7.—种整流升压装置,其特征在于,包括如权利要求1至6中任一项所述的交流整流升压电路。
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