绿色功率变换器免除了传统功率变换器中的脉宽调制PWM技术,无高频工作的功率器件,不产生EMI干扰,同时采用了对称基元SBP(Symmetry?Basic?Primitive)、幅高调制AHM(Amplitude?High?Modulate)和动态整流DR(Dynamic?rectification)技术,只需把输入功率中的很小一部份进行传统功率变换,就可以获得全部输出功率,即输出功率的绝大部份既不必进行传统功率变换,也不必通过磁芯变压器,输入的交流电压不必整流滤波,无大电感、大电容,因此功率因数为1,而总谐波畸变THD为零;变压器付边采用动态整流,可以获得直流电路,也可以获得交流电压,整机的电路复杂性、功率损耗和故障率都大为降低,可以取代传统功率变换器在所有领域的应用。
【技术实现步骤摘要】
绿色功率变换器本专利技术涉及一种功率变换器。
技术介绍
传统功率变换采用脉宽调制PWM技术,电路复杂,调整困难,所有功率器件都工作 在高频范围,产生强烈的EMI干扰,使得电网输出的正弦波电压严重畸变,是电力电网的最 大污染源,如果没有传统功率变换器,则电力电网世界将是一片蓝天,除了用电设备的投入 或断开,再也没有其他污染源。传统功率变换的全部输入功率,必须经过功率变换才能成为输出功率,所有变换 的功率必须通过磁芯变压器,才能到达输出端;输入功率进行传统功率变换,意味着设备的 成本、体积、重量、功耗的更多投入和付出,变换的功率经过磁芯变压器,意味着电功率的损^^ ο传统功率变换器整机效率85%左右,功率因数PFC60%左右,效率低是进行传统 功率变换的必然结果,功率因数低说明污染的严重程度,事实说明,传统功率变换器功耗 大、效率低、不环保、不安全。
技术实现思路
要保证电力电网免受污染,就不能进行传统功率变换,不进行传统功率变换,就没 有电脑,没有电视,甚至也没有路灯,则我们的世界将会变得灰暗。现代社会文明进步,多姿 多彩,不进行功率变换,是不可能的,于是,我们牺牲电力电网世界的一片蓝天,来换取现代 社会的多姿多彩。本专利技术的目的是既要保持现代社会的文明进步和多姿多彩,又要还电 力电网世界的一片蓝天,即既要进行功率变换,又不对电力电网产生污染,而变换效率可达 98%以上。本专利技术由三种基本电路SBP-A、SBP-B, SBP-C组成,三种基本电路都由对称基元 SBP (Symmetry BasicPrimitive)组成,三种基本电路结合幅高调制 AHM(Amplitude High Modulate)和动态整流DR(Dynamicrectification),可以独立或相互配合完成已知的和潜 在的各种功率变换。本专利技术免除了传统功率变换器中的脉宽调制PWM技术,主电路无高频工作的功率 器件,不产生EMI干扰,同时采用了对称基元SBP、幅高调制AHM和动态整流DR技术,只需把 输入功率中的很小一部份进行传统功率变换,就可以获得全部输出功率,即输出功率的绝 大部份既不必进行传统功率变换,也不必通过磁芯变压器,输入的交流电压不必整流滤波, 无大电感、大电容,因此功率因数为1,而总谐波畸变THD为零;变压器付边采用动态整流, 可以获得直流电路,也可以获得交流电压,整机的电路复杂性、功率损耗和故障率都大为降 低。本专利技术可以取代传统功率变换器在所有领域的应用,应用范围仅限于各人的想象 空间和理解能力,其中包括权利要求一种功率变换器,不采用脉宽调制(PWM),其特征是整机由三种基本电路(SBP A、SBP B、SBP C)组成,三种基本电路都由对称基元(SBP)组成,三种基本电路结合幅高调制(AHM)和动态整流(DR),可以独立或相互配合完成已知的和潜在的各种功率变换。2.根据权利要求1所述的功率变换器,其特征是对称基元(SBP)有两种电路拓朴1)A型对称基元(SBPA)的第一场效应管(Ql)是N沟道,第二场效应管(Q2)是P沟道; 第一二极管(Dl)的正极和第二二极管(D2)的负极相连,构成端点(A),第一场效应管(Ql) 的漏极和第一二极管(Dl)的负极相连,其源极接端点(B),第二场效应管(Q2)的漏极和第 二二极管(D2)的正极相连,其源极接端点(B),第一场效应管(Ql)的栅极接第一驱动信号 (Vl)的正极,第一驱动信号(Vl)的负极接端点(B),第二场效应管(Q2)的栅极接第二驱动 信号(V2)的负极,第二驱动信号(V2)的正极接端点(B);2)B型对称基元(SBPB)的第一场效应管(Ql)是N沟道,第二场效应管(Q2)是P沟道, 第一场效应管(Ql)的漏极是端点(A),第二场效应管(Q2)的源极是端点(B),第一场效应 管(Ql)的源极接第二场效应管(Q2)的漏极,第一场效应管(Ql)的栅极接第二场效应管 (Q2)的栅极,同时接驱动电压(V)的正极,驱动电压(V)的负极接端点(B)。3.根据权利要求1所述的功率变换器,其特征是1)A型基本电路(SBP-A)由对称基元(SBP)和电阻(Rl)组成,对称基元(SBP)的端点 (A)接输入电压(Vin)的火线,电阻(Rl)接在输入电压(Vin)的零线和对称基元(SBP)的 端点(B)之间,对称基元(SBP)的端点(B)就是第一种基本电路(SBP-A)的输出端;在对称 基元(SBP)的端点⑶和地之间还可以接升压电容网络(UPnet)和降压电容网络(DNnet), 取代电阻(Rl);2)B型基本电路(SBP-B)由对称基元(SBP)和变压器(TXl)等组成,对称基元(SBP) 的端点(A)接变压器(TXl)初级的异名端,其同名端接输入电压(Vin)的正极或火线,对称 基元(SBP)的端点(B)接输入电压(Vin)的负极或零线,在变压器的付边接动态整流电路 (Rect);3)C型基本电路(SBP-C)由对称基元(SBP)、电阻(Rl)和变压器(TXl)等组成,对称基 元(SBP)的端点(A)接变压器(TXl)初级的异名端,其同名端接输入电压(Vin)的正极或 火线,对称基元(SBP)的端点⑶接电阻(R2)的一端,输入电压(Vin)的负极或零线接电 阻(R2)的另一端,对称基元(SBP)的端点(B)就是第三种基本电路(SBP-C)的输出端;在 变压器(TXl)的付边接动态整流电路(Rect),在对称基元(SBP)的端点(B)和地之间还可 以接升压电容网络(UPnet)和降压电容网络(DNnet),取代电阻(R2)。4.根据权利要求2所述的功率变换器,其特征是第一、第二驱动信号(V1、V2)由高频 驱动信号发生器(VDrvh)和同步驱动信号发生器(VDrvs)产生的1)高频驱动信号发生器(VDrvh)由集成电路NE555和信号变换电路(SPrs)组成,第 三、第四直流电源(V3、V4)串联,中间接地,第三直流电压(V3)的负极接NE555的脚(GND)、 第一、第二电容(C1、C2)的一端,第四直流电压(V4)的正极接NE555的脚(Vcc、Reset)、第 七电阻(R7)的一端,第一电容(Cl)的另一端接NE555的脚(Thresh),第二电容(C2)的另 一端接NE555的脚(Cntrl),第七电阻的另一端接NE555的脚(Dis),第一二极管(Dl)的正 极接NE555的脚(Dis),其负极接NE555的脚(Trig),第二二极管(D2)和第六电阻(R6)串 联,第二二极管(D2)的正极接NE555的脚(Thresh),第六二极管(D6)的另一端接NE555的脚(Dis),NE555的脚(Out)通过第三电阻(R3)接信号变换电路(SPrs)的端点(IN),信号 变换电路(SPrs)的端点(GND)接地;2)同步驱动信号发生器(VDrvs)由集成电路LM339和信号变换电路(SPrs)组成,第 四、第五直流电源(V4、V5)串联,中间接地,第四直流电压(V4)的负极接LM339的电源脚 (_),第五直流电压(V5)的正极接LM339的电源脚(+)和第八电阻(R8)的一端,第八电阻 (R8)的另一端接LM339的输出端点(Ge),第三电源(V3)的负极和第六电阻(R6本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种功率变换器,不采用脉宽调制(PWM),其特征是:整机由三种基本电路(SBP-A、SBP-B、SBP-C)组成,三种基本电路都由对称基元(SBP)组成,三种基本电路结合幅高调制(AHM)和动态整流(DR),可以独立或相互配合完成已知的和潜在的各种功率变换。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:郁百超,
申请(专利权)人:郁百超,
类型:发明
国别省市:83[中国|武汉]
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