高功率因素低谐波电流的大功率开关电源主电路制造技术

高功率因素低谐波电流的大功率开关电源主电路，涉及大功率开关电源的技术领域。由一个连接在工频三相交流电源端上的pwm三相全波整流器、一个脉冲形成电路和输出端相互串联的若干个开关电源模块组成；各开关电源模块的高频整流滤波器串联后的总的输出电压即为大功率开关电源主电路的输出电压；在所述大功率开关电源主电路的输出端设置输出电流传感器，输出电流传感器的输出端连接在脉冲形成电路的一个输入端，输出电压信号连接在脉冲形成电路的另一个输入端，脉冲形成电路还设有一个人工给定的电压和电流的基准量值输入端；pwm三相全波整流器的两个输出端分别连接在每个开关电源模块的高频逆变器的阳极端，脉冲形成电路的输出端分别连接在每个开关电源模块的驱动器的两个输入端。本发明专利技术可有效提高功率因素、降低谐波电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大功率开关电源的

技术介绍
传统的大功率开关电源，例如40kw开关电源是由四个或四个以上的独立的IOkw或IOkw以下功率的开关电源模块，经串联或并联而成。各个独立的开关电源模块分别由以二极管为主要器件的三相全波整流桥、脉冲形成电路、驱动器、高频逆变器、高频变压器T和高频整流滤波器六个部件组成，各独立的开关电源模块的工作原理是由各独立的三相全波整流桥所形成的MOV直流电压，加至各独立的开关电源模块的高频逆变器的阳极作为各独立的开关电源模块的高频逆变器的阳极直流电压。各独立的开关电源模块的脉冲形成电路的输入信号为人工给定的电压和电流的基准量值和由本开关电源模块输出的电压电流的取样量值，两者经过比较后输出一组相位不同的具有一定宽度的触发脉冲，加至本开关电源模块的驱动器的输入端，再由该驱动器形成两组脉冲输出，加至本开关电源模块高频逆变器的4个输入端，本开关电源模块高频逆变器的两输出端分别加至本开关电源模块高频变压器T的初级线圈的两端，从而在本开关电源模块高频变压器T的初级线圈上形成正负交替的高频脉冲电流，并耦合到本开关电源模块高频变压器T的次级，高频变压器T的次级的输出端加至本开关电源模块高频整流滤波器的输入端，经本开关电源模块高频整流滤波器的输出端形成本开关电源模块输出电压。将这四个开关电源模块的输出端进行并联或串联便可得到一个40kw开关电源。由于受高频开关器件功率的限制，因此一般单个开关电源模块的功率不可能做得很大，一般大功率开关电源都有若干个相应小一点功率的开关电源模块进行串联或并联而成。传统的大功率开关电源存在如下两个缺点一、由于每个独立的IOkw或IOkw以下功率的开关电源模块的输出电压和输出电流都必须进行较为精细的人工调节过程，否则会使每个开关电源模块输出电压和电流不一致，造成每个开关电源模块输出功率的不一致。这种需要对每个开关电源模块都要进行精细的人工操作的过程，会给使用者带来不便；二、由于采用通常的以二极管为主要器件的三相全波整流桥，其功率因数只有88%，而其注入到电网的谐波电流却达到30%。
技术实现思路
本专利技术目的在于提出一种可有效提高功率因素、降低谐波电流的大功率开关电源主电路。本专利技术由一个连接在工频三相交流电源端上的pwm三相全波整流器、一个脉冲形成电路和输出端相互串联的若干个开关电源模块组成；每一个开关电源模块分别由驱动器、高频逆变器、高频变压器和高频整流滤波器组成，各驱动器的输出端对应地连接在所属开关电源模块的高频逆变器的输入端，各高频逆变器的输出端对应地连接在所属开关电源模块的高频变压器的输入端，各高频变压器的输出端对应地连接在所属开关电源模块的高频整流滤波器的输入端，各高频整流滤波器的输出端分别形成每个开关电源模块的输出电压，将所述高频整流滤波器的输出端进行串联，串联后的总的输出电压即为大功率开关电源主电路的输出电压；在所述大功率开关电源主电路的输出端设置输出电流传感器，输出电流传感器的输出端连接在脉冲形成电路的一个输入端，输出电压信号连接在脉冲形成电路的另一个输入端，脉冲形成电路还设有一个人工给定的电压和电流的基准量值输入端； pwm三相全波整流器的两个输出端分别连接在每个开关电源模块的高频逆变器的阳极端， 脉冲形成电路的输出端分别连接在每个开关电源模块的驱动器的两个输入端。本专利技术的工作原理是由一个共用的P^i三相全波整流器，其输出的700V直流电压分别加至各个开关电源模块的高频逆变器的阳极，作为所述开关电源模块的高频逆变器的阳极直流电压。由一个共用的脉冲形成电路，其输入信号为人工给定的电压和电流的基准量值和本开关电源的输出电压和电流的取样量值，两者经过比较后输出一组相位不同的具有一定宽度的触发脉冲，分别加至各个所述开关电源模块的驱动器的两个输入端，再由各驱动器分别形成两组脉冲，分别加至各个所述开关电源模块的高频逆变器的4个输入端，各个所述开关电源模块的高频逆变器的输出端分别加至各个所述开关电源模块的高频变压器的初级线圈的两端，从而在各个所述开关电源模块的高频变压器的初级线圈上形成正负交替的高频脉冲电流，并耦合到各个所述开关电源模块的高频变压器的次级，各个所述开关电源模块的高频变压器的次级输出端分别加至各个所述开关电源模块的高频整流滤波器的输入端，经各个所述开关电源模块的高频整流滤波器的输出端分别形成各个所述开关电源的模块的输出电压。将这各个所述开关电源模块的输出电压进行串联便可得到一个所述的大功率开关电源。本专利技术与现有技术的主要区别及优越性在于1、传统式大功率开关电源的结构实际是由若干个独立完整的较大功率开关电源进行串联或并联所组成，且每个开关电源都有一个独立的以二极管为主要器件的三相全波整流桥和一个独立的脉冲形成电路。而改进后的大功率开关电源的结构实际是由一个共用的大功率pwm三相工频电压整流器，其输出直流电压为700V，分别加至若干个大功率开关电源模块的高频逆变器的阳极，作为若干个大功率开关电源模块的高频逆变器的阳极直流电压。传统的由二极管、电感、电容组成的无源三相全波整流器，其功率因数为889Γ89%，注入到电网的总谐波电流为30%左右。而本专利技术采用的pwm三相工频电压整流器是由驱动器、 IGBT等功率器件、及数字信号处理系统DSP组成，其功率因数为99% 100%，注入到电网的总谐波电流为1. 5%。这种pwm整流技术用在大功率开关电源中，使大功率开关电源的功率因数由传统式的88%左右提高至99% 100%，注入到电网的总谐波电流由传统式的30%左右降至 1. 5%。2、传统式大功率开关电源的结构实际是由若干个独立的较大功率的开关电源模块所组成，每个开关电源都有一个脉冲形成电路，每个脉冲形成电路都有一个人工输入操作。本专利技术只有一个共用的脉冲形成电路，因而只有一个人工输入操作。因为这若干个较大功率开关电源模块的驱动器、高频逆变器、高频变压器、高频整流滤波器等，从电路参数和工艺结构都是力求完全对称一致的，因而虽然只有一个人工输入操作，却能使若干个较大功率开关电源模块发生性能几乎完全一致的联动，这若干个较大功率开关电源模块的输出电压和电流几乎完全一致，无须再采取均流均压措施，不但提高了大功率开关电源的性能及可靠性，而且方便了用户使用。附图说明图1为本专利技术的一种结构示意图。以一个40kw开关电源为例的结构图为例进一步说明本专利技术
技术实现思路
。具体实施例方式如图1所示，本专利技术设有一个连接在工频三相380V交流电源端上的pwm三相全波整流器1、一个脉冲形成电路2和输出端相互串联的四组IOkw开关电源模块31、32、33、34。在四组IOkw开关电源模块的输出端设置一个电流传感器4，电流传感器4的输出端连接在脉冲形成电路2的一个输入端，脉冲形成电路2上还设有一个人工给定的电压和电流的基准量值输入端5。IOkw开关电源模块31由驱动器311、10kw高频逆变器312、高频变压器313和IOkw高频整流滤波器314组成。驱动器311的输出端连接在IOkw高频逆变器312的输入端，IOkw高频逆变器312与高频变压器313的初级端连接，高频变压器313的次级端与IOkw高频整流滤波器314的输入端连接。IOkw开关电源模块32由驱动器321、IOkw高频逆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏建中，吕德宽，
申请(专利权)人：夏建中，吕德宽，
类型：发明
国别省市：