CN203151394U - 新型高效节能pwm工业整流电源 - Google Patents

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Abstract

一种新型高效节能PWM工业整流电源由全控功率器件构成的三相半桥或三相全桥功率电路单元，功率驱动电路单元，网侧电压及电流取样和调理单元，直流输出侧电压及电流信号取样和调理单元，DSP控制回路单元和网侧电感组成；网侧的电压和电流的取样信号和输出的电压和电流取样信号，经调理单元分别与DSP控制电路单元相连接，DSP控制电路单元输出的驱动电平信号，经全控功率器件的驱动单元电路电平隔离和变换，与功率电路单元相连接，其电网电源通过网侧电感与功率电路单元相连接；该整流电源具有网侧电流为正弦波，网侧功率因数接近于1的优异性能，同时具有电压稳定和动态响应快等其他整流电源无法具备的优点。

Description

新型高效节能PWM工业整流电源
技术领域
本实用新型涉及工业整流电源，主要应用于盐化工、电解、电镀、电泳和地铁的直流驱动电源等领域，尤其是一种新型节能PWM工业整流电源。 
背景技术
现有应用于盐化工、电解、电镀和电泳等工业领域的整流电源为：二极管整流、晶闸管直接整流、AC/DC高频电源和同步整流器等工业整流装置，这些整流装置的网侧功率因数低，谐波含量高，已经给电网造成了大量的能源浪费。 
为解决网侧谐波含量高和功率因数低的问题，人们在谐波抑制和无功补偿等方面做了很多努力，也取得了很多成绩，但没有根本解决此问题，原因是所有可控整流电路用晶闸管构成并沿用相控方式，也就无法消除产生谐波和无功的根源。 
实用新型内容
本实用新型目的是：提出全新的高效节能PWM工业整流电源，该整流电源具有网侧电流为正弦波，网侧功率因数接近于1的优异性能，同时具有电压稳定和动态响应快等其他整流电源无法具备的优点。 
本实用新型的目的是这样实现的：新型高效节能PWM工业整流电源由 全控功率器件构成的三相半桥或三相全桥功率电路单元，功率驱动电路单元，网侧电压和电流取样和调理单元，直流输出侧电压和电流信号取样和调理单元，DSP控制回路单元和网侧电感组成；网侧的电压和电流的取样信号，输出的电压和电流取样信号，经调理单元分别与DSP控制电路单元相连接；DSP控制电路单元输出的驱动电平信号，经驱动单元电路电平隔离和变换，与功率电路单元相连接；其电网电源通过网侧电感与功率电路单元相连接。 
本实用新型中：新型高效节能PWM工业整流电源的功率电路单元，通过电力变压器与电网连接。 
本实用新型中：新型高效节能PWM工业整流电源由全控功率器件构成三相半桥或三相全桥功率电路单元，其直流输出直接连接负载，由此组成该电源的VSR电压型PWM整流电源。 
本实用新型中：新型高效节能PWM工业整流电源由全控功率器件构成三相半桥或三相全桥功率电路单元，其直流输出经电感连接负载，其网侧电感连接功率电路端接有滤波电容，由此组成CSR电流型PWM整流电源。 
本实用新型中：其功率电路单元的全控功率器件为IGBT器件，其VSR电压型PWM整流电源的每个IGBT的源极和漏极并联有反向偏置的二极管。 
本实用新型中：其功率电路单元的全控功率器件为IGBT器件，其CSR电流型PWM整流电源的每个IGBT的源极和漏极回路串接有正向偏置的二极管。 
本实用新型中：高效节能PWM整流电源的功率电路单元的全控功率器 件为GTO器件。 
本实用新型的优点在于：新型高效节能PWM工业整流电源的交流侧电流为正弦波，功率因数接近1，谐波小，响应速度快等优点，从根本上解决了传统整流器效率低和对电网污染的问题，是真正意义上的高效节能绿色电源，该产品实施对企业节能减排有重大意义。 
附图说明
图1是新型高效节能PWM工业整流电源的框图； 
图2是IGBT全桥结构的功率电路单元的VSR型PWM整流电源； 
图3是VSR型PWM整流电源的IGBT半桥结构功率电路单元原理图； 
图4是CSR型PWM整流电源的IGBT半桥结构功率电路单元原理图； 
图5是CSR型PWM整流电源的GTO半桥结构功率电路单元原理图； 
具体实施方式
图1中BR是功率电路单元，A1交流电压和电流信号采集和调理单元，A2直流电压和电流信号采集和调理单元，TR是IBGT功率驱动电路单元，DSP是控制电路单元，AC是网电，L是网侧电感，C1是滤波电容，R是负载电阻。 
V1和I1分别是交流电压和电流信号，V2和I2直流输出侧电压和电流信号，RA是是TR功率驱动电路单元的输出信号，SA是DSP单元输出的全控功率器件触发电平信号，GA是交流采集和调理单元A1输出到DSP单元的信号，DA直流采集和调理单元A2输出到DSP单元的信号。其工作过程是根据GA和DA电量信号由DSP根据算法输出全控功率器件驱动信号。 
图2中TRF为电力变压器，LA、LB和LC是网侧电感，HA、HB和HC是全控功率器件单相H桥，DR是功率驱动电路单元，AA交直流电量信号调理单元，DSP是控制单元，C1滤波电容，R为负载电阻。 
TO/HA是A相桥的驱动信号，TO/HB是B相桥的驱动信号，TO/HC是C相桥的驱动信号；DSP单元的TO/DSP1信号与功率驱动单元DR的DSP1连接，DSP单元的TO/DSP2电量采集和调理单元AA的DSP2连接，K/P连接外置的键盘和显示器，TOCOM连接外置的通讯模块和并联管理单元；VD/CD是直流电压和电流信号，VA/CAA、VB/CB和VC/CC是网侧三相交流电压和电流信号。 
三相全桥新型高效节能PWM工业整流电源是在直流母线上连接了三个独立控制的单相全桥VSR，当电网不平衡时，不会严重影响PWM变换器的性能，避免了三相电网不平衡时的控制性能恶化和故障。 
图3是VSR型PWM整流电源的IGBT半桥结构功率电路单元原理图，图中TRF为电力变压器，LA、LB和LC为网侧电感，C1为滤波电容，R为负载电阻，其输出直接负载。 
图4是CSR型PWM整流电源的IGBT半桥结构功率电路单元原理图，图中TRF为电力变压器，LA、LB和LC为网侧电感，C2、C3和C4为滤波电容，L1为输出电感，R为负载电阻，直流输出经由电感L1接负载。 
图5是CSR型PWM整流电源的GTO半桥结构功率电路单元原理图，图中TRF为电力变压器，LA、LB和LC为网侧电感，C2、C3和C4为滤波电容，L1为输出电感，R为负载电阻，直流输出经由电感L1接负载。 

Claims (7)

1.一种新型高效节能PWM工业整流电源，其主要技术特征为：由全控功率器件构成三相半桥或三相全桥功率电路单元，功率驱动电路单元，网侧电压和电流取样和调理单元，直流输出侧电压和电流信号取样和调理单元，DSP控制回路单元和网侧电感组成；网侧的电压和电流的取样信号，输出的电压和电流取样信号，经调理单元分别与DSP控制电路单元相连接；DSP控制电路单元输出的驱动电平信号，经驱动单元电路电平隔离和变换，与功率电路单元相连接；其电网电源通过网侧电感与功率电路单元相连接。 
2.一种如权利要求1所述的新型高效节能PWM工业整流电源，其技术特征为：其功率电路单元通过电力变压器与电网连接。 
3.一种如权利要求1或2所述的新型高效节能PWM工业整流电源，其技术特征为：功率电路单元由全控功率器件构成三相半桥或三相全桥，其直流输出直接连接负载，由此组成该电源的VSR电压型PWM整流电源。 
4.一种如权利要求1或2所述的新型高效节能PWM工业整流电源，其技术特征为：功率电路单元由全控功率器件构成三相半桥或三相全桥，其直流输出经电感连接负载，其网侧电感连接功率电路端接有滤波电容，由此组成CSR电流型PWM整流电源。 
5.一种如权利要求3或4所述的新型高效节能PWM工业整流电源，其技术特征为：功率电路单元的全控功率器件为IGBT器件，其VSR电压型PWM整流电源的每个IGBT的源极和漏极并联有反向偏置的二极管。 
6.一种如权利要求3或4所述的新型高效节能PWM工业整流电源，其 技术特征为：功率电路单元的全控功率器件为IGBT器件，其CSR电流型PWM整流电源的每个IGBT的源极和漏极回路串接有正向偏置的二极管。 
7.一种如权利要求3或4所述的新型高效节能PWM工业整流电源，其技术特征为：功率电路单元的全控功率器件为GTO器件。 
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103178738A (zh) * 2013-02-27 2013-06-26 薛建仁 新型高效节能pwm工业整流电源
CN103944244A (zh) * 2014-05-09 2014-07-23 薛建仁 Pwm电动车充电电源和基于pwm充电电源的充电站

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