一种减小电网输入谐波的电路.pdf

一种减小电网输入谐波的电路
    本发明涉及一种减小电网输入谐波的电路，属电力电子技术领域。

    随着功率半导体器件的迅速发展，中、大功率整流设备因其体积小、效率高等许多优点，已迅速替代了传统旋转式及磁饱和式整流设备，并在不间断电源、电解电源、变频电源、高频电焊机、感应加热电源等设备中被广泛使用。但是具有功率半导体器件整流设备的广泛使用对电网造成了很大的谐波污染，严重影响了电网的供电质量，甚至影响电网上其他用电设备的正常运行。为此许多发达国家都制定了关于限制用电设备对电网谐波污染的强制性法规。另一方面，针对如何改善半导体整流设备的这一缺点，国内外也提出了许多解决方案。

    但是对于三相中、大功率整流设备方案，目前还没有好的解决措施。如常见的可控全桥整流电路(如图1)，使用了六只可控功率开关器件，其成本高、控制电路复杂、可靠性差、不能实现电气隔离，难以广泛使用。

    本发明的目的是提出一种减小电网输入谐波的电路，采用一种简单的电路结构，在三相正弦波电压输入时，其输入电流波形为正弦波形包络的高频脉冲，在输入侧外加简单的滤波电路，即可滤除电流的高频成分，使输入电流波形成为很好的连续正弦波形，使电网地谐波含量，如5次、7次、11次等高次谐波，大大减小。

    本发明提出的减小电网输入谐波的电路，包括三个高频变压器，九个整流二极管，一个半导体开关单元和一个滤波电容。九个整流二极管中的六个分别连接在高频变压器的原边绕组与半导体开关单元的通路上，另外三个分别连接在高频变压器的副边绕组与滤波电容的通路上。

    本发明提出的电路解决了已有技术的缺点，其线路结构简单、成本低、控制电路简单、可靠性高，对电网谐波改善效果明显。另外，该电路可直接实现电路电气隔离，无需外加电路，使整流变换效率大大提高。本发明因上述优点，将在大容量高频开关电源(如通讯一次电源、电力系统电力操作电源等)、不间断电源(UPS)、电解电源、变频电源、高频电源、感应加热电源等许多领域中具有非常广阔的应用前景。

    附图说明：

    图1是已有技术电路图。

    图2是本发明的电路图。

    下面结合附图，介绍本发明设计的电路的工作原理：

    如图2所示，本发明的提出的减小电网输入谐波的电路，包括三个高频变压器TR1、TR2、TR3，九个整流二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9，一个半导体开关单元T1和一个滤波电容E1。九个整流二极管中的D1、D2、D3、D4、D5、D6分别连接在高频变压器的原边绕组与半导体开关单元的通路上，D7、D8、D9分别连接在高频变压器的副边绕组与滤波电容的通路上。本发明电路的工作原理是：三相交流输入电源由A、B、C端引入，三相输入电源由高频变压器TR1、TR2、TR3原边绕组，流经整流二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6至半导体开关单元T1，其中三相电流中，当该相电压为正时，流经D1、D2、D3，当该相电压为负时流经D4、D5、D6；通过控制信号CTR控制半导体开关单元T1的开通或关断，使高频变压器TR1、TR2、TR3原边绕组产生高频脉冲电流，这里的半导体开关单元可以是一个器件，如三极管，也可以是一个电路，只要能完成开关功能即可；高频变压器TR1、TR2、TR3副边绕组感应出高频脉冲电压，经二极管D7、D8、D9整流，电容E1滤波后，变为电气隔离的直流输出。

    本发明的一个实施例是：变压器为：E40磁芯，原边：90匝*2，副边：76匝，主电感：1.6mH；九个整流二极管分别为1N5407；半导体开关单元为一个三极管，型号为BU508A；电容为100μF/400V；交流输入为220V，直流输出为200V。