本實(shí)用新型涉及電路領(lǐng)域，特別是涉及逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路。

背景技術(shù)：

對于變頻家電和通訊電源等電力電子變換器設(shè)備，含有二極管整流橋、LC濾波電路等，需要考慮平穩(wěn)上電問題，否則，在上電階段，這些電力電子變換裝置就會出現(xiàn)過流故障，造成后級變換器過壓擊穿和電源空氣開關(guān)動作。

在常用的上電限流措施中，大都采用在交流或直流線路中增加限流電阻的方法，具體包括三種方式：(1)直流側(cè)或交流火線上串聯(lián)限流電阻，上電時(shí)限流，上電結(jié)束后時(shí)利用繼電器自動切除；(2)直流側(cè)或交流火線上串聯(lián)PTC熱敏電阻，利用其正溫度特性，上電時(shí)限流，上電結(jié)束后利用繼電器自動切除；(3)串聯(lián)NTC熱敏電阻，利用其負(fù)溫度特性，在上電時(shí)限流，上電結(jié)束后保留。

然而，目前的上電限流措施，設(shè)計(jì)不夠簡單，沒有達(dá)到成本低廉的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)上電的電路結(jié)構(gòu)不夠簡單、成本不夠低廉等問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路，包括：整流橋電路，包括：第一功率二極管PD1、第二功率二極管PD2、第三功率二極管PD3、及第二功率二極管PD4；其中，所述第一功率二極管PD1的陽極和第三功率二極管PD3的陰極相連構(gòu)成所述整流橋電路的第一整流橋臂，所述第一整流橋臂的中點(diǎn)用于連接單相交流電源ui的火線ACL；所述第二功率二極管PD2的陽極和第四功率二極管PD4的陰極相連構(gòu)成所述整流橋電路的第二整流橋臂，所述第二整流橋臂的中點(diǎn)用于連接所述單相交流電源ui的零線ACN；電解電容EC，其正極連接所述第一功率二極管PD1的陰極及所述第二功率二極管PD2的陰極，以形成所述逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路的直流輸出正極；其負(fù)極連接所述第三功率二極管PD3的陽極及所述第四功率二極管PD4的陽極且接地，以形成所述逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路的直流輸出負(fù)極；第一逆導(dǎo)單元，與所述第一功率二極管PD1或第四功率二極管PD4串聯(lián)，包括：第一逆導(dǎo)型開關(guān)S1、及與所述逆導(dǎo)型開關(guān)S1并聯(lián)的第一功率電阻PR1；第二逆導(dǎo)單元，與所述第二功率二極管PD2或第三功率二極管PD3串聯(lián)，包括：第二逆導(dǎo)型開關(guān)S2、及與所 述逆導(dǎo)型開關(guān)S2并聯(lián)的第二功率電阻PR2。

于本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路還包括：儲能電感L，其一端相連所述第一整流橋臂和所述第二整流橋臂的非接地端，其另一端連接所述電解電容EC的正極。

于本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第一逆導(dǎo)型開關(guān)S1的發(fā)射極與所述第一功率二極管PD1的陽極相連。

于本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第一逆導(dǎo)型開關(guān)S1的集電極與所述第一功率二極管PD1的陰極相連。

于本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第一逆導(dǎo)型開關(guān)S1的發(fā)射極與所述第四功率二極管PD4的陽極相連。

于本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第一逆導(dǎo)型開關(guān)S1的集電極與所述第四功率二極管PD4的陰極相連。

于本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第二逆導(dǎo)型開關(guān)S2的發(fā)射極與所述第二功率二極管PD2的陽極相連。

于本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第二逆導(dǎo)型開關(guān)S2的集電極與所述第二功率二極管PD2的陰極相連。

于本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第二逆導(dǎo)型開關(guān)S2的發(fā)射極與所述第三功率二極管PD3的陽極相連。

于本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第二逆導(dǎo)型開關(guān)S2的集電極與所述第三功率二極管PD3的陰極相連。

如上所述，本實(shí)用新型的逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路，在上電過程中，兩只上電限流用功率電阻與濾波支路構(gòu)成平穩(wěn)上電電路，儲能電容電壓上升平緩，防止產(chǎn)生有危害作用的沖擊電流。當(dāng)儲能電容電壓上升至單相交流電源電壓峰值附近時(shí)，觸發(fā)導(dǎo)通兩只整流橋臂中的兩只逆導(dǎo)型開關(guān)，由此短接兩只上電限流用功率電阻，使得整個(gè)整流電路回歸到純整流狀態(tài)。相比于采用上電繼電器的軟上電方案，本申請可以做到無機(jī)械觸點(diǎn)軟上電，消除斷續(xù)傳到騷擾電壓的出現(xiàn)，并且上電支路(不包括功率電阻)與整流橋臂可以集成設(shè)計(jì)為功率模塊，由此提高功率密度。

附圖說明

圖1顯示為本實(shí)用新型一實(shí)施例的逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路結(jié)構(gòu)圖。

圖2顯示為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路結(jié)構(gòu)圖。

圖3顯示為本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例的逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路結(jié)構(gòu)圖。

圖4顯示為圖3的逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路不完全整流階段的電路原理圖。

圖5顯示為圖3的逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路完全整流階段的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

需要說明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實(shí)用新型中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

請參閱圖1，本實(shí)用新型提供一種逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路，包括：

1)由第一功率二極管PD1、第二功率二極管PD2、第三功率二極管PD3、及第二功率二極管PD4構(gòu)成的整流橋電路，其中，所述第一功率二極管PD1的陽極和第三功率二極管PD3的陰極相連構(gòu)成所述整流橋電路的第一整流橋臂，所述第一整流橋臂的中點(diǎn)用于連接單相交流電源u_i的火線ACL，所述第二功率二極管PD2的陽極和第四功率二極管PD4的陰極相連構(gòu)成所述整流橋電路的第二整流橋臂，所述第二整流橋臂的中點(diǎn)用于連接所述單相交流電源u_i的零線ACN。

2)電解電容EC，其中，其正極連接所述第一功率二極管PD1的陰極及所述第二功率二極管PD2的陰極，以形成所述逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路的直流輸出正極，其負(fù)極連接所述第三功率二極管PD3的陽極及所述第四功率二極管PD4的陽極且接地，以形成所述逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路的直流輸出負(fù)極。

3)第一逆導(dǎo)單元，串聯(lián)于所述第一功率二極管PD1或第四功率二極管PD4，包括：第一逆導(dǎo)型開關(guān)S1、及與所述逆導(dǎo)型開關(guān)S1并聯(lián)的第一功率電阻PR1，其位置可以為圖1中的a0、a1、a2和a3中的任意一點(diǎn)處。當(dāng)在a0處時(shí)，所述第一逆導(dǎo)型開關(guān)S1的發(fā)射極與所述第一功率二極管PD1的陽極相連；當(dāng)在a1處時(shí)，所述第一逆導(dǎo)型開關(guān)S1的集電極與所述第一功率二極管PD1的陰極相連；當(dāng)在a2處時(shí)，所述第一逆導(dǎo)型開關(guān)S1的發(fā)射極與所述第 四功率二極管PD4的陽極相連；當(dāng)在a3處時(shí)，所述第一逆導(dǎo)型開關(guān)S1的集電極與所述第四功率二極管PD4的陰極相連。

4)第二逆導(dǎo)單元，串聯(lián)于所述第二功率二極管PD2或第三功率二極管PD3，包括：第二逆導(dǎo)型開關(guān)S2、及與所述逆導(dǎo)型開關(guān)S2并聯(lián)的第二功率電阻PR2，其位置可以為圖1中的b0、b1、b2和b3中的任意一點(diǎn)處。當(dāng)在b0處時(shí)，所述第二逆導(dǎo)型開關(guān)S2的發(fā)射極與所述第二功率二極管PD2的陽極相連；當(dāng)在b1處時(shí)，所述第二逆導(dǎo)型開關(guān)S2的集電極與所述第二功率二極管PD2的陰極相連；當(dāng)在b2處時(shí)，所述第二逆導(dǎo)型開關(guān)S2的發(fā)射極與所述第三功率二極管PD3的陽極相連；當(dāng)在b3處時(shí)，所述第二逆導(dǎo)型開關(guān)S2的集電極與所述第三功率二極管PD3的陰極相連。

如圖2所示，在一實(shí)施例中，所述逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路還包括：儲能電感L，其一端相連所述第一整流橋臂和所述第二整流橋臂的非接地端，其另一端連接所述電解電容EC的正極。

舉例來說，圖3顯示了一種優(yōu)選的逆導(dǎo)型開關(guān)整流電路，第一逆導(dǎo)單元串聯(lián)于a1位置，且第二逆導(dǎo)單元串聯(lián)于b1位置。

圖4顯示了圖3所示實(shí)施例中，不完全整流階段原理圖：單相交流電源u_i通過第一、第二功率電阻(PR1、PR2)、整流橋電路(PD1～PD4)、濾波電感L、電解電容EC構(gòu)成路徑，第一、第二功率電阻(PR1、PR2)起到限流作用，此時(shí)為上電的狀態(tài)，由于是通過二極管整流橋來完成的，所以嚴(yán)格來說也是整流狀態(tài)。圖5顯示了圖3所示實(shí)施例中，完全整流階段原理圖：單相交流電源u_i通過第一、第二晶閘管(VT1、VT2)、整流橋電路(PD1～PD4)、濾波電感L、電解電容EC構(gòu)成路徑，第一、第二逆導(dǎo)型開關(guān)(S1、S2)導(dǎo)通壓降可以忽略，此為正常運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)。借由本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)交流電正負(fù)極性判斷該電路中的電流流向，因而不再詳細(xì)展開。

需要說明的是，上述實(shí)施例的各個(gè)元器件的參數(shù)可以優(yōu)選為：

單相交流電源u_i：220V；

額定負(fù)載功率：2.5kW；

第一、第二逆導(dǎo)型開關(guān)S1、S2：600V，50A/100℃，用于電解電容EC充電結(jié)束時(shí)短接第一、第二功率電阻PR1、PR2；

第一～第四功率二極管PD1～PD4：600V，50A/100℃，構(gòu)成整流橋電路；

第一、第二功率電阻PR1、PR2：50Ω，10W，用于上電過程中限流；

濾波電感L：0.5mH，插件，用于儲能和濾波；

電解電容EC：400V，2720μF，插件，用于儲能和濾波，提供直流輸出電壓u₀。

整個(gè)電路具體工作原理如下：

當(dāng)單相交流電源u_i(220V)接通時(shí)，首先通過兩個(gè)上電限流的第一、第二功率電阻(PR1、PR2)、儲能電感L、電解電容EC構(gòu)成充電支路，電解電容EC的電壓緩慢上升，引起的網(wǎng)測電流較小，不至于引起電路故障。當(dāng)電解電容EC的電壓上升接近網(wǎng)壓峰值時(shí)，由外接的控制電路產(chǎn)生驅(qū)動電流，驅(qū)動第一、第二逆導(dǎo)型開關(guān)(S1、S2)導(dǎo)通，由此短接第一、第二功率電阻(PR1、PR2)，整流電路進(jìn)入到完全自然整流狀態(tài)，完成平穩(wěn)上電過程，從而實(shí)現(xiàn)輸入單相交流電壓u_i，輸出單路直流電壓u₀。

綜上所述，本實(shí)用新型可以應(yīng)用于采用AC-DC變換器作為前級電路的應(yīng)用領(lǐng)域，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動平穩(wěn)上電和單相整流過程，具有電路結(jié)構(gòu)簡單、功能齊全、使用器件數(shù)量少，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。