一種諧振式交流輸入直流輸出電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種諧振式交流輸入直流輸出電源，主要涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】；該電源包括：輸入濾波電路，輸出濾波電路和交流轉(zhuǎn)直流電路；所述交流轉(zhuǎn)直流電路，用于將經(jīng)過所述輸入濾波電路過濾后的交流輸入電能轉(zhuǎn)換為直流電輸出；所述直流輸出通過所述輸出濾波電路為后續(xù)負(fù)載供電；所述交流轉(zhuǎn)直流電路采用軟開關(guān)控制，將交流電源的能量轉(zhuǎn)化到至少一只諧振電容上，并通過直流/直流變換器將所述諧振電容的能量轉(zhuǎn)化為直流輸出能量。采用本實(shí)用新型提供的諧振式交流輸入直流輸出電源不但可以有效降低電源的成本，而且該電源采用軟開關(guān)的工作模式使得該電源可靠性高，壽命長，安全性較高。
【專利說明】一種諧振式交流輸入直流輸出電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種諧振式交流輸入直流輸出電源。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的AC/DC技術(shù)，由于采用了開關(guān)型電氣元件和非線性儲(chǔ)能元件來實(shí)現(xiàn)AC到DC 的整流功能（例如整流二極管、硅整流橋、IGBT、儲(chǔ)能電容、儲(chǔ)能電感）導(dǎo)致了諧波和無功注 入供電系統(tǒng)。特別是對于多相電源系統(tǒng)（如：常見的三相交流供電電源），傳統(tǒng)的AC/DC技 術(shù)導(dǎo)致的諧波和無功注入，一方面由于傳統(tǒng)的AC/DC技術(shù)只在電源電壓瞬時(shí)值高于設(shè)備內(nèi) 部儲(chǔ)能元件的電壓時(shí)才有電流流入系統(tǒng)，另一方面由于大功率的傳統(tǒng)電源技術(shù)從多相電源 取電時(shí)會(huì)導(dǎo)致各相電流的不平衡。
[0003] 傳統(tǒng)的AC/DC技術(shù)，都會(huì)采用開關(guān)型電氣元件，電路拓?fù)浔旧聿荒鼙ＷC這些開關(guān) 器件不會(huì)產(chǎn)生開關(guān)損耗。而開關(guān)損耗，恰恰是阻擋采用傳統(tǒng)AC/DC技術(shù)的電源設(shè)備提高效 率的主要原因之一。即使采用了各種類型的軟開關(guān)技術(shù)，也只能保證在整個(gè)工作范圍的某 個(gè)區(qū)域內(nèi)（輸入電壓范圍、輸出負(fù)載范圍）有效的降低開關(guān)損耗。
[0004] 傳統(tǒng)的AC/DC技術(shù)，為了保證DC輸出的穩(wěn)定性，一般都要求在輸出端保留大容量 的儲(chǔ)能器件（例如：采用了大容量電解電容的DC電壓源）。但是在有些應(yīng)用環(huán)境下，這些 大容量的儲(chǔ)能元件是不應(yīng)該被使用的，因此采用傳統(tǒng)技術(shù)的AC/DC電源系統(tǒng)在這些特種應(yīng) 用領(lǐng)域是有極大的風(fēng)險(xiǎn)的。另一方面，由于電解電容類的儲(chǔ)能元件存在相對較短的使用壽 命（與電氣開關(guān)、硅半導(dǎo)體元件相比），因此采用了這類元件的AC/DC設(shè)備的使用壽命也受 到限制。采用了大容量儲(chǔ)能元件的傳統(tǒng)AC/DC設(shè)備，由于此類元件導(dǎo)致的最大問題是設(shè)備 無法快速與負(fù)載脫離。由于儲(chǔ)能元件放電時(shí)間較長，在要求電源與負(fù)載快速脫離（如：故障 分離）的情況下，傳統(tǒng)AC/DC技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種諧振式三相或多相輸入直流輸出的電源。為達(dá)到上述目 的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種諧振式交流輸入直流輸出電源，包括：輸入濾波電路，輸出濾波電路；和交流 轉(zhuǎn)直流電路；
[0007] 所述交流轉(zhuǎn)直流電路，用于將經(jīng)過所述輸入濾波電路過濾后的交流輸入電能轉(zhuǎn)換 為直流電輸出；所述直流輸出通過所述輸出濾波電路為后續(xù)負(fù)載供電；所述交流轉(zhuǎn)直流電 路采用軟開關(guān)控制，將交流電源的能量轉(zhuǎn)化到至少一只諧振電容上，并通過直流/直流變 換器將所述諧振電容的能量轉(zhuǎn)化為直流輸出能量。
[0008] 需要說明的是，所述交流轉(zhuǎn)直流電路包括：輸入諧振子電路和輸出諧振子電路； 所述輸入諧振子電路，用于將所述過濾后的交流輸入電能向輸入諧振回路的電感和電容提 供能量；所述輸出諧振子電路，用于將所述輸入諧振回路的電容中存有能量通過直流/直 流變換器向輸出諧振電感轉(zhuǎn)換能量。
[0009] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種諧振式交流輸入直流輸出電源，通過交流轉(zhuǎn)直流電路將 經(jīng)過所述輸入濾波電路過濾后的交流輸入電能轉(zhuǎn)換為直流電輸出；所述直流輸出通過所述 輸出濾波電路為后續(xù)負(fù)載供電；所述交流轉(zhuǎn)直流電路采用軟開關(guān)控制，將交流電源的能量 轉(zhuǎn)化到至少一只諧振電容上，并通過直流/直流變換器將所述諧振電容的能量轉(zhuǎn)化為直流 輸出能量。采用本發(fā)明提供的諧振式交流輸入直流輸出電源不但可以有效降低電源的成 本，而且該電源采用軟開關(guān)的工作模式使得該電源可靠性高，壽命長，安全性較高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種諧振式交流輸入直流輸出電源結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種諧振式交流輸入直流輸出電源電路圖；
[0012] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種諧振式交流輸入直流輸出電源電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例提供的一種諧振式交流輸入直流輸出電源進(jìn)行詳 細(xì)描述。
[0014] 如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種諧振式交流輸入直流輸出電源；該電源 包括：輸入濾波電路，輸出濾波電路和交流轉(zhuǎn)直流電路；
[0015] 所述交流轉(zhuǎn)直流電路，用于將經(jīng)過所述輸入濾波電路過濾后的交流輸入電能轉(zhuǎn)換 為直流電輸出；所述直流輸出通過所述輸出濾波電路為后續(xù)負(fù)載供電；所述交流轉(zhuǎn)直流電 路采用軟開關(guān)控制，將交流電源的能量轉(zhuǎn)化到至少一只諧振電容上，并通過直流/直流變 換器將所述諧振電容的能量轉(zhuǎn)化為直流輸出能量。
[0016] 其中，以上所述交流轉(zhuǎn)直流電路包括：輸入諧振子電路和輸出諧振子電路；
[0017] 所述輸入諧振子電路，用于將所述過濾后的交流輸入電能向輸入諧振回路的電感 和電容提供能量；
[0018] 所述輸出諧振子電路，用于將所述輸入諧振回路的電容中存有能量通過直流/直 流變換器向輸出諧振電感轉(zhuǎn)換能量。
[0019] 基于以上實(shí)施例，以輸入為三相交流輸入為例，如圖2所示，為本發(fā)明提供的一種 諧振式交流輸入直流輸出電源的電路圖；該電源電路具體包括：輸入濾波電路，輸出濾波 電路和交流轉(zhuǎn)直流電路；所述交流轉(zhuǎn)直流電路包括：輸入諧振子電路和輸出諧振子電路；
[0020] 所述輸入諧振子電路包括：輸入諧振回路的電感Lrl、Lr2、Lr3,輸入諧振回路的 電容(：印1、(：印2、(：印3、〇111、〇112、〇113，箝位二極管04、05、06、015、016、017，三相橋式整 流電路和開關(guān)管05;其中，所述三相橋式整流電路包括：二極管〇7、〇8、〇9、〇12、〇13、〇14;
[0021] 所述輸入諧振回路的電感Lrl、Lr2、Lr3的一端分別與所述三相交流輸入的三相 輸入端相連；所述輸入諧振回路的電感Lrl的另一端分別與所述二極管D7陽極，D12陰極 相連；所述輸入諧振回路的電感Lr2的另一端分別與所述二極管D8陽極，D13陰極相連；所 述輸入諧振回路的電感Lr3的另一端分別與所述二極管D9陽極，D14陰極相連；
[0022] 所述二極管D7陰極分別與所述二極管D4陰極，電容Crpl -端以及輸出諧振電路 相連；
[0023] 所述二極管D8陰極分別與所述二極管D5陰極，電容Crp2 -端以及輸出諧振電路 相連；
[0024] 所述二極管D9陰極分別與所述二極管D6陰極，電容Crp3 -端以及輸出諧振電路 相連；
[0025] 所述二極管D4陽極，所述電容Crpl另一端，所述二極管D5陽極，所述電容Crp2 另一端，所述二極管D6陽極，所述電容Crp3另一端分別連接于所述諧振輸出子電路，所述 開關(guān)管Q5的源極；
[0026] 所述二極管D12陽極分別與所述二極管D15陽極，電容Crnl -端以及輸出諧振電 路相連；
[0027] 所述二極管D13陽極分別與所述二極管D16陽極，電容Cm2-端以及輸出諧振電 路相連；
[0028] 所述二極管D14陽極分別與所述二極管D17陽極，電容Cm3-端以及輸出諧振電 路相連；
[0029] 所述二極管D15陰極，所述電容Crnl另一端，所述二極管D16陰極，所述電容Crn2 另一端，所述二極管D17陰極，所述電容Crn3另一端分別連接于所述諧振輸出子電路，所述 開關(guān)管Q5的漏極。
[0030] 所述輸出諧振子電路包括：變換器和諧振電感Lro,電容Col和二極管D23 ;
[0031] 所述諧振電感Lro-端分別與所述電容Col -端，輸出濾波電路一端相連；所述諧 振電感Lro另一端分別與所述二極管D23陰極，變換器一輸出端相連；
[0032] 所述電容Col另一端與所述變換器另一輸出端相連；
[0033] 所述二極管D23陽極與所述變換器另一輸出端相連。
[0034] 需要說明的是，所述變換器為雙橋式變換器，正激式變換器，推挽式變換器任意一 種；所述變換器中至少包含一個(gè)變壓器；所述變壓器的次級采用串聯(lián)或者并聯(lián)，以不同輸 出電壓及匹配整流二極管的電流電壓需求。
[0035] 當(dāng)所述變換器為雙橋式變換器，且所述變換器中包含兩個(gè)變壓器T1和T2時(shí)，雙橋 式變換器包括：開關(guān)管Q1，開關(guān)管Q2,開關(guān)管Q3,開關(guān)管Q4,開關(guān)管Q6,開關(guān)管Q7,開關(guān) 管Q8,開關(guān)管Q9,二極管D1，二極管D2,二極管D4,二極管D20,二極管D21二極管D22， 二極管D10,二極管D11，二極管D18,二極管D19,變壓器T1和T2;
[0036] 所述開關(guān)管Q1源極分別與所述二極管D1陰極，所述二極管D2陰極，所述二極 管D3陰極，所述開關(guān)管Q2源極相連；所述開關(guān)管Q1漏極分別與所述開關(guān)管Q3源極，所述 變壓器T1輸入端2相連；
[0037] 所述開關(guān)管Q2漏極分別與所述開關(guān)管Q4變壓器T1輸入端1相連；
[0038] 所述開關(guān)管Q3漏極與所述開關(guān)管Q5源極相連；
[0039] 所述開關(guān)管Q4漏極與所述開關(guān)管Q5源極相連；
[0040] 所述二極管D1陽極與所述二極管D7陰極相連；
[0041] 所述二極管D2陽極與所述二極管D8陰極相連；
[0042] 所述二極管D3陽極與所述二極管D9陰極相連；
[0043] 所述開關(guān)管Q6源極，所述開關(guān)管Q7源極與所述開關(guān)管Q5漏極相連；
[0044] 所述開關(guān)管Q6漏極分別與所述開關(guān)管Q8源極，所述變壓器T2輸入端2相連；
[0045] 所述開關(guān)管Q7漏極分別與所述開關(guān)管Q9源極，所述變壓器T2輸入端1相連；
[0046] 所述開關(guān)管Q8漏極分別與所述二極管D20陽極，所述二極管D21陽極，所述二極 管D22陽極相連；
[0047] 所述開關(guān)管Q9漏極分別與所述二極管D20陽極，所述二極管D21陽極，所述二極 管D22陽極相連；
[0048] 所述二極管D20陰極與所述二極管D14陽極相連；
[0049] 所述二極管D21陰極與所述二極管D13陽極相連；
[0050] 所述二極管D22陰極與所述二極管D12陽極相連；
[0051] 所述變壓器T1輸出端3與所述二極管D10陽極相連；
[0052] 所述變壓器T1輸出端4與所述二極管D11陽極相連；
[0053] 所述變壓器T1輸出端5與所述二極管D23陽極相連；
[0054] 所述二極管D10陰極，所述二極管D11陰極與所述二極管D23陰極相連；
[0055] 所述變壓器T2輸出端3與所述二極管D18陽極相連；
[0056] 所述變壓器T2輸出端4與所述二極管D19陽極相連；
[0057] 所述變壓器T2輸出端5與所述二極管D23陽極相連；
[0058] 所述二極管D18陰極，所述二極管D19陰極與所述二極管D23陰極相連。
[0059] 需要說明的是，所述輸入濾波電路包括：電感Lfl，電感Lf2,電感Lf3,電容Cfl，電 容Cf2,電容Cf3,電容Cf4,電容Cf5,電容Cf6 ;
[0060] 所述電感Lfl 一端分別與三相交流輸入端A，所述電容Cfl 一端相連；所述電感 Lfl另一端分別與所述電容Cf4 一端，所述電感Lrl 一端相連；
[0061] 所述電感Lf2 -端分別與三相交流輸入端B，所述電容Cf2 -端相連；所述電感 Lf2另一端分別與所述電容Cf5 -端，所述電感Lr2 -端相連；
[0062] 所述電感Lf3 -端分別與三相交流輸入端C，所述電容Cf3 -端相連；所述電感 Lf3另一端分別與所述電容Cf6 -端，所述電感Lr3 -端相連。
[0063] 還需要說明的是，所述輸出濾波電路包括：輸出濾波電容Cofl和輸出濾波電感 Lofl ；
[0064] 所述輸出濾波電感Lofl -端分別與所述電感Lro -端，所述電容Col -端相連； 所述輸出濾波電感Lofl另一端與所述輸出濾波電容Cofl -端相連；
[0065] 所述輸出濾波電容Cofl另一端與所述電容Col另一端相連。
[0066] 基于以上實(shí)施例，如圖3所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種諧振式交流輸入直 流輸出電源；該電源設(shè)所述變換器為雙橋式變換器，且所述變換器中包含一個(gè)變壓器T1 ; 所述變壓器T1初級線圈分為2個(gè)繞組。第一個(gè)繞組接在Q1Q2Q3Q4組成的Η橋橋臂的HB1、 ΗΒ2之間，第二個(gè)繞組接在Q6Q7Q8Q9組成的Η橋橋臂的ΗΒ3、ΗΒ4之間。
[0067] 該電源電路具體包括：輸入濾波電路，輸出濾波電路和交流轉(zhuǎn)直流電路；所述交 流轉(zhuǎn)直流電路包括：輸入諧振子電路和輸出諧振子電路；
[0068] 所述輸入諧振子電路包括：輸入諧振回路的電感Lrl、Lr2、Lr3,輸入諧振回路的 電容(：印1、(：印2、(：印3、〇111、〇112、〇113，箝位二極管04、05、06、015、016、017，三相橋式整 流電路和開關(guān)管05 ;其中，所述三相橋式整流電路包括：二極管〇7、〇8、〇9、〇12、〇13、〇14;
[0069] 所述輸入諧振回路的電感Lrl、Lr2、Lr3的一端分別與所述三相交流輸入的三相 輸入端相連；所述輸入諧振回路的電感Lrl的另一端分別與所述二極管D7陽極，D12陰極 相連；所述輸入諧振回路的電感Lr2的另一端分別與所述二極管D8陽極，D13陰極相連；所 述輸入諧振回路的電感Lr3的另一端分別與所述二極管D9陽極，D14陰極相連；
[0070] 所述二極管D7陰極分別與所述二極管D4陰極，電容Crpl -端以及輸出諧振電路 相連；
[0071] 所述二極管D8陰極分別與所述二極管D5陰極，電容Crp2 -端以及輸出諧振電路 相連；
[0072] 所述二極管D9陰極分別與所述二極管D6陰極，電容Crp3 -端以及輸出諧振電路 相連；
[0073] 所述二極管D4陽極，所述電容Crpl另一端，所述二極管D5陽極，所述電容Crp2 另一端，所述二極管D6陽極，所述電容Crp3另一端分別連接于所述諧振輸出子電路，所述 開關(guān)管Q5的源極；
[0074] 所述二極管D12陽極分別與所述二極管D15陽極，電容Crnl -端以及輸出諧振電 路相連；
[0075] 所述二極管D13陽極分別與所述二極管D16陽極，電容Cm2-端以及輸出諧振電 路相連；
[0076] 所述二極管D14陽極分別與所述二極管D17陽極，電容Cm3-端以及輸出諧振電 路相連；
[0077] 所述二極管D15陰極，所述電容Crnl另一端，所述二極管D16陰極，所述電容Crn2 另一端，所述二極管D17陰極，所述電容Crn3另一端分別連接于所述諧振輸出子電路，所述 開關(guān)管Q5的漏極。
[0078] 所述輸出諧振子電路包括：雙橋式變換器和諧振電感Lro,電容Col和二極管D23 ; 所述雙橋式變換器包括：開關(guān)管Q1，開關(guān)管Q2,開關(guān)管Q3,開關(guān)管Q4,開關(guān)管Q6,開關(guān)管 Q7,開關(guān)管Q8,開關(guān)管Q9,二極管D1，二極管D2,二極管D4,二極管D20,二極管D21二極 管D22,二極管D10,二極管D11，變壓器T1 ;
[0079] 所述諧振電感Lro-端分別與所述電容Col -端，輸出濾波電路一端相連；所述諧 振電感Lro另一端分別與所述二極管D23陰極，雙橋式變換器的二極管D10陰極相連；
[0080] 所述電容Col另一端與所述雙橋式變換器的變壓器T1輸出端7相連；
[0081] 所述二極管D23陽極與所述雙橋式變換器的變壓器T1輸出端7相連。
[0082] 所述開關(guān)管Q1源極分別與所述二極管D1陰極，所述二極管D2陰極，所述二極 管D3陰極，所述開關(guān)管Q2源極相連；所述開關(guān)管Q1漏極分別與所述開關(guān)管Q3源極，所述 變壓器T1輸入端2相連；
[0083] 所述開關(guān)管Q2漏極分別與所述開關(guān)管Q4變壓器T1輸入端1相連；
[0084] 所述開關(guān)管Q3漏極與所述開關(guān)管Q5源極相連；
[0085] 所述開關(guān)管Q4漏極與所述開關(guān)管Q5源極相連；
[0086] 所述二極管D1陽極與所述二極管D7陰極相連；
[0087] 所述二極管D2陽極與所述二極管D8陰極相連；
[0088] 所述二極管D3陽極與所述二極管D9陰極相連；
[0089] 所述開關(guān)管Q6源極，所述開關(guān)管Q7源極與所述開關(guān)管Q5漏極相連；
[0090] 所述開關(guān)管Q6漏極分別與所述開關(guān)管Q8源極，所述變壓器T1輸入端4相連；
[0091] 所述開關(guān)管Q7漏極分別與所述開關(guān)管Q9源極，所述變壓器T1輸入端3相連；
[0092] 所述開關(guān)管Q8漏極分別與所述二極管D20陽極，所述二極管D21陽極，所述二極 管D22陽極相連；
[0093] 所述開關(guān)管Q9漏極分別與所述二極管D20陽極，所述二極管D21陽極，所述二極 管D22陽極相連；
[0094] 所述二極管D20陰極與所述二極管D14陽極相連；
[0095] 所述二極管D21陰極與所述二極管D13陽極相連；
[0096] 所述二極管D22陰極與所述二極管D12陽極相連；
[0097] 所述變壓器Τ1輸出端5與所述二極管D10陽極相連；
[0098] 所述變壓器Τ1輸出端6與所述二極管D11陽極相連；
[0099] 所述變壓器Τ1輸出端7與所述二極管D23陽極相連；
[0100] 所述二極管D10陰極，所述二極管D11陰極與所述二極管D23陰極相連。
[0101] 需要說明的是，所述輸入濾波電路包括：電感Lfl，電感Lf2,電感Lf3,電容Cfl，電 容Cf2,電容Cf3,電容Cf4,電容Cf5,電容Cf6 ;
[0102] 所述電感Lfl 一端分別與三相交流輸入端A，所述電容Cfl 一端相連；所述電感 Lfl另一端分別與所述電容Cf4 一端，所述電感Lrl 一端相連；
[0103] 所述電感Lf2 -端分別與三相交流輸入端B，所述電容Cf2 -端相連；所述電感 Lf2另一端分別與所述電容Cf5 -端，所述電感Lr2 -端相連；
[0104] 所述電感Lf3 -端分別與三相交流輸入端C，所述電容Cf3 -端相連；所述電感 Lf3另一端分別與所述電容Cf6 -端，所述電感Lr3 -端相連。
[0105] 還需要說明的是，所述輸出濾波電路包括：輸出濾波電容Cofl和輸出濾波電感 Lofl ；
[0106] 所述輸出濾波電感Lofl -端分別與所述電感Lro -端，所述電容Col -端相連； 所述輸出濾波電感Lofl另一端與所述輸出濾波電容Cofl -端相連；
[0107] 所述輸出濾波電容Cofl另一端與所述電容Col另一端相連。
[0108] 需要說明的是，本發(fā)明所采用的技術(shù)保證了多相電源負(fù)載的平衡，保證了多相輸 入電流與電壓波形在幅值特性和相位特性等方面的一致性，確保了采用本發(fā)明所描述的技 術(shù)構(gòu)成的AC/DC電源設(shè)備的AC輸入端沒有無功和諧波；采用本發(fā)明技術(shù)保證了 AC/DC變換 電路在工作全過程的軟開關(guān)特性，對于所有的輸入電壓和輸出負(fù)載軟開關(guān)都是有效的。因 此，采用本發(fā)明所描述的技術(shù)構(gòu)成的AC/DC電源設(shè)備的效率曲線明顯高于傳統(tǒng)技術(shù)，特別 是在低輸出功率階段和過高、過低輸入電壓階段；采用本發(fā)明保證了由其構(gòu)成的AC/DC電 源設(shè)備，無論是在DC輸出端，還是在設(shè)備內(nèi)部，都可以不使用大容量或較大容量的儲(chǔ)能元 件（例如：電解電容）。這使得采用本發(fā)明所描述的技術(shù)構(gòu)成的AC/DC電源設(shè)備，極大的拓 展了可靠運(yùn)行的領(lǐng)域?？紤]到電解電容一類的儲(chǔ)能元件的使用壽命，采用本發(fā)明所描述的 技術(shù)構(gòu)成的AC/DC電源設(shè)備，由于不使用此類元件，這極大的提高了 AC/DC設(shè)備的使用壽 命。同時(shí)由于采用本發(fā)明所描述的技術(shù)構(gòu)成的AC/DC電源設(shè)備的輸出端沒有大容量的儲(chǔ)能 電容，在要求電源與負(fù)載快速脫離的情況下可以很好的實(shí)現(xiàn)。
[0109] 基于以上圖2和圖3所述實(shí)例，通過具體的電路進(jìn)行工作原理分析，具體如下：
[0110] 所述輸入諧振子電路中電感為：Lrl = Lr2 = Lr3 = Lr，輸入諧振回路的電容為： Crpl = Crp2 = Crp3 = Crnl = Crn2 = Crn3 = Cr。假設(shè)所述諧振電容 Crpi…，Crni… 的初始電壓為零。輸入諧振過程是t = 0時(shí)，IGBT Q5導(dǎo)通，HI和H2短路構(gòu)成虛零線（中 線），由于三相電壓瞬時(shí)值通常為1正2負(fù)，或1負(fù)2正，即絕對值大的在一個(gè)方向，另外兩 相在相反的方向，這時(shí)三相輸入電壓Va，Vb，Vc向諧振回路Lr、Cr提供能量。諧振特征阻抗 等于：
[0111]
【權(quán)利要求】
1. 一種諧振式交流輸入直流輸出電源，包括：輸入濾波電路和輸出濾波電路；其特征 在于，該電源還包括：交流轉(zhuǎn)直流電路； 所述交流轉(zhuǎn)直流電路，用于將經(jīng)過所述輸入濾波電路過濾后的交流輸入電能轉(zhuǎn)換為直 流電輸出；所述直流輸出通過所述輸出濾波電路為后續(xù)負(fù)載供電；所述交流轉(zhuǎn)直流電路采 用軟開關(guān)控制，將交流電源的能量轉(zhuǎn)化到至少一只諧振電容上，并通過直流/直流變換器 將所述諧振電容的能量轉(zhuǎn)化為直流輸出能量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振式交流輸入直流輸出電源，其特征在于，所述交流轉(zhuǎn)直 流電路包括：輸入諧振子電路和輸出諧振子電路； 所述輸入諧振子電路，用于將所述過濾后的交流輸入電能向輸入諧振回路的電感和電 容提供能量； 所述輸出諧振子電路，用于將所述輸入諧振回路的電容中存有能量通過直流/直流變 換器向輸出諧振電感轉(zhuǎn)換能量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振式交流輸入直流輸出電源，其特征在于，當(dāng)交流輸入為 三相交流輸入時(shí)，所述輸入諧振子電路包括：輸入諧振回路的電感Lrl、Lr2、Lr3,輸入諧振 回路的電容 Crpl、Crp2、Crp3、Crnl、Cm2、Crn3,箝位二極管 D4、D5、D6、D15、D16、D17,三 相橋式整流電路和開關(guān)管Q5 ;其中，所述三相橋式整流電路包括：二極管D7、D8、D9、D12、 D13.D14 ； 所述輸入諧振回路的電感Lrl、Lr2、Lr3的一端分別與所述三相交流輸入的三相輸入 端相連；所述輸入諧振回路的電感Lrl的另一端分別與所述二極管D7陽極，D12陰極相連； 所述輸入諧振回路的電感Lr2的另一端分別與所述二極管D8陽極，D13陰極相連；所述輸 入諧振回路的電感Lr3的另一端分別與所述二極管D9陽極，D14陰極相連； 所述二極管D7陰極分別與所述二極管D4陰極，電容Crpl -端以及輸出諧振電路相 連； 所述二極管D8陰極分別與所述二極管D5陰極，電容Crp2 -端以及輸出諧振電路相 連； 所述二極管D9陰極分別與所述二極管D6陰極，電容Crp3 -端以及輸出諧振電路相 連； 所述二極管D4陽極，所述電容Crpl另一端，所述二極管D5陽極，所述電容Crp2另一 端，所述二極管D6陽極，所述電容Crp3另一端分別連接于所述諧振輸出子電路，所述開關(guān) 管Q5的源極； 所述二極管D12陽極分別與所述二極管D15陽極，電容Crnl -端以及輸出諧振電路相 連； 所述二極管D13陽極分別與所述二極管D16陽極，電容Cm2-端以及輸出諧振電路相 連； 所述二極管D14陽極分別與所述二極管D17陽極，電容Cm3-端以及輸出諧振電路相 連； 所述二極管D15陰極，所述電容Crnl另一端，所述二極管D16陰極，所述電容Cm2另 一端，所述二極管D17陰極，所述電容Cm3另一端分別連接于所述諧振輸出子電路，所述開 關(guān)管Q5的漏極。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的諧振式交流輸入直流輸出電源，其特征在于，所述輸出諧振 子電路包括：變換器和諧振電感Lro,電容Col和二極管D23 ; 所述諧振電感Lro -端分別與所述電容Co 1 -端，輸出濾波電路一端相連；所述諧振電 感Lro另一端分別與所述二極管D23陰極，變換器一輸出端相連； 所述電容Col另一端與所述變換器另一輸出端相連； 所述二極管D23陽極與所述變換器另一輸出端相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的諧振式交流輸入直流輸出電源，其特征在于，所述變換器為 雙橋式變換器，正激式變換器，推挽式變換器任意一種； 所述變換器中至少包含一個(gè)變壓器；所述變壓器的次級采用串聯(lián)或者并聯(lián)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的諧振式交流輸入直流輸出電源，其特征在于，當(dāng)所述變換器 為雙橋式變換器，且所述變換器中包含兩個(gè)變壓器T1和T2時(shí)，雙橋式變換器包括：開關(guān)管 Q1，開關(guān)管Q2,開關(guān)管Q3,開關(guān)管Q4,開關(guān)管Q6,開關(guān)管Q7,開關(guān)管Q8,開關(guān)管Q9,二極 管D1，二極管D2,二極管D4,二極管D20,二極管D21二極管D22,二極管D10,二極管D11， 二極管D18,二極管D19,變壓器T1和T2 ; 所述開關(guān)管Q1源極分別與所述二極管D1陰極，所述二極管D2陰極，所述二極管D3 陰極，所述開關(guān)管Q2源極相連；所述開關(guān)管Q1漏極分別與所述開關(guān)管Q3源極，所述變壓器 T1輸入端2相連； 所述開關(guān)管Q2漏極分別與所述開關(guān)管Q4變壓器T1輸入端1相連； 所述開關(guān)管Q3漏極與所述開關(guān)管Q5源極相連； 所述開關(guān)管Q4漏極與所述開關(guān)管Q5源極相連； 所述二極管D1陽極與所述二極管D7陰極相連； 所述二極管D2陽極與所述二極管D8陰極相連； 所述二極管D3陽極與所述二極管D9陰極相連； 所述開關(guān)管Q6源極，所述開關(guān)管Q7源極與所述開關(guān)管Q5漏極相連； 所述開關(guān)管Q6漏極分別與所述開關(guān)管Q8源極，所述變壓器T2輸入端2相連； 所述開關(guān)管Q7漏極分別與所述開關(guān)管Q9源極，所述變壓器T2輸入端1相連； 所述開關(guān)管Q8漏極分別與所述二極管D20陽極，所述二極管D21陽極，所述二極管D22 陽極相連； 所述開關(guān)管Q9漏極分別與所述二極管D20陽極，所述二極管D21陽極，所述二極管 D22陽極相連； 所述二極管D20陰極與所述二極管D14陽極相連； 所述二極管D21陰極與所述二極管D13陽極相連； 所述二極管D22陰極與所述二極管D12陽極相連； 所述變壓器T1輸出端3與所述二極管D10陽極相連； 所述變壓器T1輸出端4與所述二極管D11陽極相連； 所述變壓器T1輸出端5與所述二極管D23陽極相連； 所述二極管D10陰極，所述二極管D11陰極與所述二極管D23陰極相連； 所述變壓器T2輸出端3與所述二極管D18陽極相連； 所述變壓器T2輸出端4與所述二極管D19陽極相連； 所述變壓器T2輸出端5與所述二極管D23陽極相連； 所述二極管D18陰極，所述二極管D19陰極與所述二極管D23陰極相連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的諧振式交流輸入直流輸出電源，其特征在于，當(dāng)所述變換器 為雙橋式變換器，且所述變換器中包含一個(gè)變壓器Τ1時(shí)，雙橋式變換器包括：開關(guān)管Q1，開 關(guān)管Q2,開關(guān)管Q3,開關(guān)管Q4,開關(guān)管Q6,開關(guān)管Q7,開關(guān)管Q8,開關(guān)管Q9,二極管D1， 二極管D2,二極管D4,二極管D20,二極管D21二極管D22,二極管D10,二極管D11，變壓 器Τ1 ; 所述開關(guān)管Q1源極分別與所述二極管D1陰極，所述二極管D2陰極，所述二極管D3 陰極，所述開關(guān)管Q2源極相連；所述開關(guān)管Q1漏極分別與所述開關(guān)管Q3源極，所述變壓器 Τ1輸入端2相連； 所述開關(guān)管Q2漏極分別與所述開關(guān)管Q4變壓器Τ1輸入端1相連； 所述開關(guān)管Q3漏極與所述開關(guān)管Q5源極相連； 所述開關(guān)管Q4漏極與所述開關(guān)管Q5源極相連； 所述二極管D1陽極與所述二極管D7陰極相連； 所述二極管D2陽極與所述二極管D8陰極相連； 所述二極管D3陽極與所述二極管D9陰極相連； 所述開關(guān)管Q6源極，所述開關(guān)管Q7源極與所述開關(guān)管Q5漏極相連； 所述開關(guān)管Q6漏極分別與所述開關(guān)管Q8源極，所述變壓器Τ1輸入端4相連； 所述開關(guān)管Q7漏極分別與所述開關(guān)管Q9源極，所述變壓器Τ1輸入端3相連； 所述開關(guān)管Q8漏極分別與所述二極管D20陽極，所述二極管D21陽極，所述二極管D22 陽極相連； 所述開關(guān)管Q9漏極分別與所述二極管D20陽極，所述二極管D21陽極，所述二極管D22 陽極相連； 所述二極管D20陰極與所述二極管D14陽極相連； 所述二極管D21陰極與所述二極管D13陽極相連； 所述二極管D22陰極與所述二極管D12陽極相連； 所述變壓器Τ1輸出端5與所述二極管D10陽極相連； 所述變壓器Τ1輸出端6與所述二極管D11陽極相連； 所述變壓器Τ1輸出端7與所述二極管D23陽極相連； 所述二極管D10陰極，所述二極管D11陰極與所述二極管D23陰極相連。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的諧振式交流輸入直流輸出電源，其特征在于，所述輸入 濾波電路包括：電感Lfl，電感Lf2,電感Lf3,電容Cfl，電容Cf2,電容Cf3,電容Cf4,電容 Cf5,電容 Cf6 ; 所述電感Lfl 一端分別與三相交流輸入端A，所述電容Cfl 一端相連；所述電感Lfl另 一端分別與所述電容Cf4 一端，所述電感Lrl 一端相連； 所述電感Lf2 -端分別與三相交流輸入端B，所述電容Cf2 -端相連；所述電感Lf2另 一端分別與所述電容Cf5 -端，所述電感Lr2 -端相連； 所述電感Lf3 -端分別與三相交流輸入端C，所述電容Cf3 -端相連；所述電感Lf3另 一端分別與所述電容Cf6 -端，所述電感Lr3 -端相連。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的諧振式交流輸入直流輸出電源，其特征在于，所述輸出濾波 電路包括：輸出濾波電容Cofl和輸出濾波電感Lofl ; 所述輸出濾波電感Lofl -端分別與所述電感Lro -端，所述電容Col -端相連；所述 輸出濾波電感Lofl另一端與所述輸出濾波電容Cofl -端相連； 所述輸出濾波電容Cofl另一端與所述電容Col另一端相連。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的諧振式交流輸入直流輸出電源，其特征在于，所述二極管 D4,所述二極管D5,所述二極管D6,所述二極管D15,所述二極管D16,所述二極管D17為 箝位二極管。
【文檔編號(hào)】H02M7/219GK204103789SQ201420531817
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】臺(tái)林, 史強(qiáng), 蒲智勇 申請人:北京科耐特科技有限公司