專利名稱：一種大電流開關(guān)電源及大電流開關(guān)電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大電流開關(guān)電源及大電流開關(guān)電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，電解、電鍍、蓄電池等對工業(yè)電源裝置輸出電流的需求日益增大，因此，大電流開關(guān)電源的設(shè)計顯得尤為重要。現(xiàn)有的大電流開關(guān)電源實現(xiàn)大電流輸出主要由如下方式實現(xiàn)由電網(wǎng)的交流電通過工頻變壓器降壓或升壓后，通過多個整流變壓器并聯(lián)整流后 得到大功率直流輸出，但是其存在整機(jī)輸出電壓電流效率低、功率因數(shù)小、體積龐大、質(zhì)量笨重、電能污染嚴(yán)重等缺點，現(xiàn)有的大電流開關(guān)電源可靠性和有效性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種大電流開關(guān)電源及大電流開關(guān)電源系統(tǒng)，用于提高大電流開關(guān)電源的可靠性和有效性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供以下技術(shù)方案一種大電流開關(guān)電源，包括用于將輸入的三相交流信號轉(zhuǎn)化為直流信號的整流模塊，其中，上述整流模塊包括用于對上述輸入的三相交流信號進(jìn)行濾波的電磁干擾電源濾波器，以及與上述電磁干擾電源濾波器的輸出端連接，用于對上述電磁干擾電源濾波器的輸入信號進(jìn)行整流的整流電路，其中，上述整流電路的輸出信號為上述整流模塊的輸出信號；與上述整流模塊的輸出端連接，用于將上述整流模塊的輸出信號轉(zhuǎn)化為交流信號的功率變換模塊，其中，上述功率變換模塊由無源軟開關(guān)吸收電路、單管絕緣柵雙極型晶體管IGBT模塊和高頻變壓器電路構(gòu)建；與上述功率變換模塊的上述IGBT模塊連接，用于向上述功率變換模塊提供脈沖寬度調(diào)制PWM驅(qū)動信號的驅(qū)動模塊，以便通過調(diào)整上述PWM驅(qū)動信號，使上述功率變換模塊將上述整流模塊的輸出信號轉(zhuǎn)化為不同占空比的交流信號；與所功率變換模塊的輸出端連接，用于將上述功率變換模塊的輸出信號整流為大電流直流信號的倍流整流模塊，其中，上述倍流整流模塊由肖特基二極管、高頻電感、RCD吸收電路和濾波電容構(gòu)建。進(jìn)一步，上述功率變換模塊由無源軟開關(guān)吸收電路、單管絕緣柵雙極型晶體管IGBT模塊和高頻變壓器電路構(gòu)建，包括上述功率變換模塊由第一無源軟開關(guān)吸收電路、第二無源軟開關(guān)吸收電路、第一IGBT模塊、第二 IGBT模塊、第三IGBT模塊、第四IGBT模塊和高頻變壓器電路構(gòu)建；其中，上述高頻變壓器電路包括高頻變壓器、第一高頻電感和第一隔直電容；
上述第一高頻電感與上述高頻變壓器前級的第一支路串聯(lián)；上述第一隔直電容與上述高頻變壓器前級的第二支路串聯(lián)；其中，上述第一無源軟開關(guān)吸收電路包括二極管1，二極管2，第一電容，第二電容以及第三電容；上述二極管I的陽極與上述整流模塊的正極輸出端連接；上述二極管I的陰極分別與上述第一電容的一端和上述第二電容的一端連接；上述第一電容的另一端分別與上述第一 IGBT模塊的發(fā)射極和上述第二 IGBT模塊的集電極連接；
上述第二電容的另一端分別與上述第三電容的一端和上述二極管2的陽極連接；上述第三電容的另一端與上述第一隔直電容的輸入端連接；上述二極管2的陰極與上述整流模塊的負(fù)極輸出端連接；其中，上述第二無源軟開關(guān)吸收電路包括二極管3，二極管4，第四電容，第五電容以及第六電容；上述二極管3的陽極與上述整流模塊的正極輸出端連接；上述二極管3的陰極分別與上述第四電容的一端和上述第五電容的一端連接；上述第四電容的另一端分別與上述第三IGBT模塊的發(fā)射極和上述第四IGBT模塊的集電極連接；上述第五電容的另一端分別與上述第六電容的一端和上述二極管4的陽極連接；上述第六電容的另一端與上述第一高頻電感的輸入端連接；上述二極管4的陰極與上述整流模塊的負(fù)極輸出端連接；其中，上述第一 IGBT模塊的集電極與上述整流模塊的正極輸出端連接；上述第二IGBT模塊的發(fā)射極與上述整流模塊的負(fù)極輸出端連接，上述第二 IGBT模塊的集電極與上述第一 IGBT模塊的發(fā)射極連接；上述第三IGBT模塊的集電極與上述整流模塊的正極輸出端連接，上述第三IGBT模塊的發(fā)射極與上述第一高頻電感的輸入端連接；上述第四IGBT模塊的發(fā)射極與上述整流模塊的負(fù)極輸出端連接，上述第四IGBT模塊的集電極與上述第三IGBT模塊的發(fā)射極連接；其中，上述高頻變壓器后級的輸出信號為上述功率變換模塊的輸出信號。進(jìn)一步，上述倍流整流模塊由肖特基二極管、高頻電感、RCD吸收電路和濾波電容構(gòu)建，包括上述倍流整流模塊包含肖特基二極管1，肖特基二極管2，肖特基二極管3，肖特基二極管4，第二高頻電感，第三高頻電感，第一 RCD吸收電路，第二 RCD吸收電路，第一濾波電容和第二濾波電容；其中，上述第一 RCD吸收電路包括二極管5，第七電容和第一電阻；上述第二 RCD吸收電路包括二極管6，第八電容和第二電阻；其中，上述肖特基二極管I的陰極、上述肖特基二極管2的陰極分別與上述功率變換模塊的正極輸出端連接；上述肖特基二極管3的陰極、上述肖特基二極管4的陰極分別與上述功率變換模塊的負(fù)極輸出端連接；上述肖特基二極管I的陽極、上述肖特二極管2的陽極、上述肖特二極管3的陽極以及上述肖特二極管4的陽極互連；上述第二高頻電感串聯(lián)在上述倍流整流模塊的正極輸出支路上；上述第三高頻電感串聯(lián)在上述倍流整流模塊的負(fù)極輸出支路上；上述第一濾波電容和第二濾波電容串聯(lián)，且上述第一濾波電容未與上述第二濾波電容連接的一端與上述第二高頻電感的輸出端連接，上述第二濾波電容未與上述第一濾波電容連接的一端與上述第三高頻電感的輸出端連接；上述二極管5的陽極與上述功率變換模塊的正極輸出端連接；上述二極管5的陰極分別與上述第七電容的一端和上述第一電阻的一端連接；
上述第一電阻的另一端連接在上述第一濾波電容和上述第二濾波電容的連接線路上;上述第七電容的另一端與上述第八電容的一端連接；上述第八電容的另一端分別與上述第二電阻的一端和上述二極管6的陽極連接；上述第二電阻的另一端與上述第三高頻電感的輸出端連接；上述二極管6的陰極與上述功率變換模塊的負(fù)極輸出端連接。進(jìn)一步，上述驅(qū)動模塊由數(shù)字信號處理器DSP構(gòu)建。一種大電流開關(guān)電源系統(tǒng)，其特征在于，包括兩個以上的開關(guān)電源模塊，其中，上述兩個以上的開關(guān)電源模塊并聯(lián)；其中，上述開關(guān)電源模塊包括用于將輸入的三相交流信號轉(zhuǎn)化為直流信號的整流模塊，其中，上述整流模塊包括用于對上述輸入的三相交流信號進(jìn)行濾波的電磁干擾電源濾波器，以及與上述電磁干擾電源濾波器的輸出端連接，用于對上述電磁干擾電源濾波器的輸入信號進(jìn)行整流的整流電路，其中，上述整流電路的輸出信號為上述整流模塊的輸出信號。與上述整流模塊的輸出端連接，用于將上述整流模塊的輸出信號轉(zhuǎn)化為交流信號的功率變換模塊，其中，上述功率變換模塊由無源軟開關(guān)吸收電路、單管絕緣柵雙極型晶體管IGBT模塊和高頻變壓器電路構(gòu)建；與上述功率變換模塊的上述IGBT模塊連接，用于向上述功率變換模塊提供脈沖寬度調(diào)制PWM驅(qū)動信號的驅(qū)動模塊，以便通過調(diào)整上述PWM驅(qū)動信號，使上述功率變換模塊將上述整流模塊輸出的直流信號轉(zhuǎn)化為不同占空比的交流信號；與上述整流模塊的輸出端連接，用于將上述功率變換模塊的輸出信號整流為大電流直流信號的倍流整流模塊，其中，上述倍流整流模塊由肖特基二極管、高頻電感、RCD吸收電路和濾波電容構(gòu)建。 由上可見，本發(fā)明實施例的大電流開關(guān)電源中，一方面，整流模塊由電磁干擾電源濾波器對輸入的三相交流信號進(jìn)行濾波，有效防止了電磁干擾，提高了大電流開關(guān)電源的運行可靠性；另一方面，由驅(qū)動模塊向功率變換模塊提供PWM驅(qū)動信號，可實現(xiàn)對功率變換模塊的輸出信號的占空比的控制，功率變換模塊采用無源軟開關(guān)吸收電路技術(shù)，使IGBT模塊實現(xiàn)零電壓開通零電流關(guān)斷，拓寬了 IGBT安全工作區(qū)，降低了功率器件開關(guān)損耗，節(jié)省了電能，提高了整機(jī)效率、功率因數(shù)和使用壽命；再一方面，倍流整流模塊利用了 RCD吸收電路和濾波電容，有效吸收肖特基二極管的開關(guān)紋波，降低輸出紋波系數(shù)和諧波總電流，大大提高了高倍整流電路的可靠性。綜上，本發(fā)明實施例中的大電流開關(guān)電源具有可靠性和有效性的特點。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實施例提供的大電流開關(guān)電源一個實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的整流模塊一個實施例電路原理圖；
圖3為本發(fā)明實施例提供的功率變換模塊一個實施例電路原理圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的倍流整流模塊一個實施例電路原理圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的大電流開關(guān)電源系統(tǒng)一個實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，節(jié)能減排的要求成為社會共識，得益于電力電子器件及變流技術(shù)的發(fā)展，通過高頻變壓器、功率變換電路、倍流整流技術(shù)等的應(yīng)用對傳統(tǒng)能耗升級改造來達(dá)到節(jié)能減排的要求已被實踐證明是一種行之可行的手段。本發(fā)明實施例提供了一種大電流開關(guān)電源及大電流開關(guān)電源系統(tǒng)。為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部實施例。下面對本發(fā)明實施例中一種大電流開關(guān)電源進(jìn)行描述，請參閱圖1，本發(fā)明實施例中的大電流開關(guān)電源100包括整流模塊101，功率變換模塊102，倍流整流模塊103和驅(qū)動模塊104。其中，整流模塊101用于將輸入的三相交流信號轉(zhuǎn)化為直流信號，其中，整流模塊101包括用于對輸入的三相交流信號進(jìn)行濾波的電磁干擾(EMI, Electro MagneticInterference)電源濾波器，以及與EMI電源濾波器的輸出端連接,用于對該EMI電源濾波器的輸入信號進(jìn)行整流的整流電路，其中，上述整流電路的輸出信號為整流模塊101的輸出信號。如圖2所示為整流模塊101的電路原理圖，EMI電源濾波器1011與三相交流電源的U相、V相和W相連接，EMI電源濾波器1011將濾波后的信號輸出至整流電路1012進(jìn)行整流,整流電路1012由6個二極管(如圖2中的D1 D6)以及I個濾波電容(如圖2中的Cl)組成。整流電路1012對EMI電源濾波器1011輸入的信號進(jìn)行整流后輸出。功率變換模塊102與整流模塊101的輸出端連接，功率變換模塊102用于將整流模塊101的輸出信號轉(zhuǎn)化為交流信號。在本發(fā)明實施例中，功率變換模塊102由無源軟開關(guān)吸電路、單管絕緣柵雙極型晶體管(IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor)模塊和高頻變壓器電路構(gòu)建。具體的，功率變換模塊102由第一無源軟開關(guān)吸收電路、第二無源軟開關(guān)吸收電路、第一 IGBT模塊、第二 IGBT模塊、第三IGBT模塊、第四IGBT模塊和高頻變壓器電路構(gòu)建。功率變換模塊102的電路原理圖可以如圖3所示，其中，上述高頻變壓器電路包括高頻變壓器(如圖3所示的Tl)、第一高頻電感(如圖3所示的LI)和第一隔直電容(如圖3所示的C8) ;L1與Tl前級的第一支路串聯(lián)；C8與Tl前級的第二支路串聯(lián)。其中，上述第一無源軟開關(guān)吸收電路包括二極管I (如圖3所示的D8)，二極管2 (如圖3所示的D7)，第一電容(如圖3所示的C4)，第二電容(如圖3所示的C2)以及第三電容(如圖3所示的C3);D8的陽極與上述整流模塊的正極輸出端連接；D8的陰極分別與C4的一端和C2的一端連接；C4的另一端分別與上述第一 IGBT模塊(如圖3所示的Ql)的發(fā)射極和第二 IGBT模塊(如圖3所示的Q2)的集電極連接；C2的另一端分別與C3的一端和D7的陽極連接；C3的另一端與C8的輸入端連接；D7的陰極與上述整流模塊的負(fù)極輸出端連接。其中，上述第二無源軟開關(guān)吸收電路包括二極管3 (如圖3所示的D10)，二極管4 (如圖3所示的D9)，第四電容(如圖3所示的C7)，第五電容(如圖3所示的C5)以及第六電容(如圖3所示的C6);D10的陽極與上述整流模塊的正極輸出端連接；D10的陰極分別與C7的一端和C5的一端連接；C7的另一端分別與上述第三IGBT模塊(如圖3所示的Q3)的發(fā)射極和上述第四IGBT模塊(如圖3所示的Q4)的集電極連接；C5的另一端分別與C6的一端和D9的陽極連接；C6的另一端與 LI的輸入端連接；D9的陰極與上述整流模塊的負(fù)極輸出端連接。其中，Ql的集電極與上述整流模塊的正極輸出端連接；Q2的發(fā)射極與上述整流模塊的負(fù)極輸出端連接，Q2的集電極與Ql的發(fā)射極連接；Q3的集電極與上述整流模塊的正極輸出端連接，Q3的發(fā)射極與LI的輸入端連接；Q4的發(fā)射極與上述整流模塊的負(fù)極輸出端連接，Q4的集電極與Q3的發(fā)射極連接。其中，Tl后級的輸出信號為功率變換模塊102的輸出信號。需要說明的是，如圖2所示，Ql和Q2由一個包含7個引腳的雙模塊IGBT實現(xiàn)，Q3和Q4由一個包含7個引腳的雙模塊IGBT實現(xiàn)，在實際應(yīng)用中，QU Q2、Q3和Q4也可以是由4個獨立的單模塊IGBT實現(xiàn)，此處不作限定。倍流整流模塊103與功率變換模塊102的輸出端連接，倍流整流模塊103用于將功率變換模塊102的輸出信號整流為大電流直流信號，其中，倍流整流模塊103由肖特基二極管、高頻電感、RCD吸收電路和濾波電容構(gòu)建。具體的，倍流整流模塊103包含肖特基二極管1，肖特基二極管2，肖特基二極管3，肖特基二極管4，第二高頻電感，第三高頻電感，第一 RCD吸收電路，第二 RCD吸收電路，第一濾波電容和第二濾波電容。，倍流整流模塊103的電路原理圖可以如圖4所示，其中，上述第一 RCD吸收電路包括二極管5 (如圖4所示的D15)，第七電容(如圖4所示的C9)和第一電阻(如圖4所示的Rl);上述第二 RCD吸收電路包括二極管6 (如圖4所示的D16)，第八電容(如圖4所示的C10)和第二電阻(如圖4所示的R2);其中，肖特基二極管I (如圖4所示的Dll)的陰極、肖特基二極管2 (如圖4所示的D13)的陰極分別與功率變換模塊102的正極輸出端連接；肖特基二極管3 (如圖4所示的D12)的陰極、肖特基二極管4 (如圖4所示的D14)的陰極分別與功率變換模塊102的負(fù)極輸出端連接；D11的陽極、D13的陽極、D12的陽極以及D14的陽極互連；上述第二高頻電感(如圖4所示的L3)串聯(lián)在倍流整流模塊103的正極輸出支路上；上述第三高頻電感(如圖4所示的L2)串聯(lián)在倍流整流模塊103的負(fù)極輸出支路上；上述第一濾波電容(如圖4所示的C12)和上述第二濾波電容(如圖4所示的Cll)串聯(lián)，且C12未與Cll連接的一端與L3的輸出端連接，Cll未與C12連接的一端與L2的輸出端連接；D15的陽極與功率變換模塊102的正極輸出端連接；D15的陰極分別C9的一端和Rl的一端連接；R1的另一端連接在C12和Cll的連接線路上；C9的另一端與ClO的一端連接；C10的另一端分別與R2的一端和D16的陽極連接；R2的另一端與L2的輸出端連接；D16的陰極與功率變換模塊102的負(fù)極輸出端連接。驅(qū)動模塊104與功率變換模塊102中的IGBT模塊連接，用于向功率變換模塊提供脈沖寬度調(diào)制(PWM，Pulse Width Modulation)驅(qū)動信號的，以便通過調(diào)整述驅(qū)動模塊104輸出的PWM驅(qū)動信號，控制IGBT模塊的開斷，使功率變換模塊102將整流模塊101的輸出信號轉(zhuǎn)化為不同占空比的交流信號。在本發(fā)明實施例中，驅(qū)動模塊104由數(shù)字信號處理器(DSP, Digital Signal Processing)構(gòu)建，當(dāng)然,驅(qū)動模塊104也可由其它處理器構(gòu)建,此處不作限定。驅(qū)動模塊104的外圍電路由PWM驅(qū)動信號形成及放大電路、IGBT保護(hù)處理電路等組成。在本發(fā)明實施例中，結(jié)合圖2，則驅(qū)動模塊104可以分別連接Ql的引腳4和5、Q2的引腳6和7、Q3的引腳4和5、Q4的引腳6和7，驅(qū)動模塊104通過分別向Ql、Q2、Q3和Q4輸入PWM驅(qū)動信號，來分別控制Ql的引腳3和1、Q2的引腳I和2、Q3的引腳3和I、Q4的引腳I和2的開通和關(guān)斷。 本發(fā)明實施例中的大電流開關(guān)電源100可以應(yīng)用于電解、電鍍等工業(yè)電源領(lǐng)域以及大容量蓄電池充電電源領(lǐng)域。 由上可見，本發(fā)明實施例的大電流開關(guān)電源中，一方面，整流模塊由電磁干擾電源濾波器對輸入的三相交流信號進(jìn)行濾波，有效防止了電磁干擾，提高了大電流開關(guān)電源的運行可靠性；另一方面，由驅(qū)動模塊向功率變換模塊提供PWM驅(qū)動信號，可實現(xiàn)對功率變換模塊的輸出信號的占空比的控制，功率變換模塊采用無源軟開關(guān)吸收電路技術(shù)，使IGBT模塊實現(xiàn)零電壓開通零電流關(guān)斷，拓寬了 IGBT安全工作區(qū)，降低了功率器件開關(guān)損耗，節(jié)省了電能，提高了整機(jī)效率、功率因數(shù)和使用壽命；再一方面，倍流整流模塊利用了 RCD吸收電路和濾波電容，有效吸收肖特基二極管的開關(guān)紋波，降低輸出紋波系數(shù)和諧波總電流，大大提高了高倍整流電路的可靠性。綜上，本發(fā)明實施例中的大電流開關(guān)電源具有可靠性和有效性的特點。另外，本發(fā)明實施例中的倍流整流模塊采用新型倍流整流技術(shù)，在同等效果下，相對于全波整流和全橋整流，肖特基二極管數(shù)量減少一半，因此能夠大大地降低生產(chǎn)成本；本發(fā)明實施例中的功率變換模塊采用無源軟開關(guān)吸收電路技術(shù)，由無感電容和二極管來構(gòu)成的無損緩沖網(wǎng)絡(luò)與輔助電感和高頻變壓器的漏感構(gòu)成LC諧振，控制簡單。本發(fā)明實施例還提供了一種大電流開關(guān)電源系統(tǒng)，如圖5所示，大電流開關(guān)電源系統(tǒng)50由N個開關(guān)電源模塊組成，其中，N取值為大于或者等于2。其中，本發(fā)明實施例中的開關(guān)電源模塊I、的組成結(jié)構(gòu)可以參照圖2 4所示的開關(guān)電源模塊。以上對本發(fā)明所提供的一種大電流開關(guān)電源及大電流開關(guān)電源系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實施例的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種大電流開關(guān)電源，其特征在于，包括用于將輸入的三相交流信號轉(zhuǎn)化為直流信號的整流模塊，其中，所述整流模塊包括用 于對所述輸入的三相交流信號進(jìn)行濾波的電磁干擾電源濾波器，以及與所述電磁干擾電源 濾波器的輸出端連接，用于對所述電磁干擾電源濾波器的輸入信號進(jìn)行整流的整流電路， 其中，所述整流電路的輸出信號為所述整流模塊的輸出信號；與所述整流模塊的輸出端連接，用于將所述整流模塊的輸出信號轉(zhuǎn)化為交流信號的 功率變換模塊，其中，所述功率變換模塊由無源軟開關(guān)吸收電路、單管絕緣柵雙極型晶體管 IGBT模塊和高頻變壓器電路構(gòu)建；與所述功率變換模塊的所述IGBT模塊連接，用于向所述功率變換模塊提供脈沖寬度 調(diào)制PWM驅(qū)動信號的驅(qū)動模塊，以便通過調(diào)整所述PWM驅(qū)動信號，使所述功率變換模塊將所 述整流模塊的輸出信號轉(zhuǎn)化為不同占空比的交流信號；與所功率變換模塊的輸出端連接，用于將所述功率變換模塊的輸出信號整流為大電流 直流信號的倍流整流模塊，其中，所述倍流整流模塊由肖特基二極管、高頻電感、RCD吸收電 路和濾波電容構(gòu)建。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流充電機(jī)，其特征在于，所述功率變換模塊由無源軟開關(guān)吸收電路、單管絕緣柵雙極型晶體管IGBT模塊和高 頻變壓器電路構(gòu)建，包括所述功率變換模塊由第一無源軟開關(guān)吸收電路、第二無源軟開關(guān)吸收電路、第一 IGBT 模塊、第二 IGBT模塊、第三IGBT模塊、第四IGBT模塊和高頻變壓器電路構(gòu)建；其中，所述高頻變壓器電路包括高頻變壓器、第一高頻電感和第一隔直電容；所述第一高頻電感與所述高頻變壓器前級的第一支路串聯(lián)；所述第一隔直電容與所述高頻變壓器前級的第二支路串聯(lián)；其中，所述第一無源軟開關(guān)吸收電路包括二極管1，二極管2，第一電容，第二電容以及第三電容；所述二極管1的陽極與所述整流模塊的正極輸出端連接；所述二極管1的陰極分別與所述第一電容的一端和所述第二電容的一端連接；所述第一電容的另一端分別與所述第一 IGBT模塊的發(fā)射極和所述第二 IGBT模塊的集 電極連接；所述第二電容的另一端分別與所述第三電容的一端和所述二極管2的陽極連接；所述第三電容的另一端與所述第一隔直電容的輸入端連接；所述二極管2的陰極與所述整流模塊的負(fù)極輸出端連接；其中，所述第二無源軟開關(guān)吸收電路包括二極管3，二極管4，第四電容，第五電容以及第六電容；所述二極管3的陽極與所述整流模塊的正極輸出端連接；所述二極管3的陰極分別與所述第四電容的一端和所述第五電容的一端連接；所述第四電容的另一端分別與所述第三IGBT模塊的發(fā)射極和所述第四IGBT模塊的集 電極連接；所述第五電容的另一端分別與所述第六電容的一端和所述二極管4的陽極連接；所述第六電容的另一端與所述第一高頻電感的輸入端連接；所述二極管4的陰極與所述整流模塊的負(fù)極輸出端連接；其中，所述第一 IGBT模塊的集電極與所述整流模塊的正極輸出端連接；所述第二 IGBT 模塊的發(fā)射極與所述整流模塊的負(fù)極輸出端連接，所述第二 IGBT模塊的集電極與所述第 一 IGBT模塊的發(fā)射極連接；所述第三IGBT模塊的集電極與所述整流模塊的正極輸出端連 接，所述第三IGBT模塊的發(fā)射極與所述第一高頻電感的輸入端連接；所述第四IGBT模塊的 發(fā)射極與所述整流模塊的負(fù)極輸出端連接，所述第四IGBT模塊的集電極與所述第三IGBT 模塊的發(fā)射極連接；其中，所述高頻變壓器后級的輸出信號為所述功率變換模塊的輸出信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大電流開關(guān)電源，其特征在于，所述倍流整流模塊由肖特基二極管、高頻電感、RCD吸收電路和濾波電容構(gòu)建，包括 所述倍流整流模塊包含肖特基二極管1，肖特基二極管2，肖特基二極管3，肖特基二極 管4，第二高頻電感，第三高頻電感，第一 RCD吸收電路，第二 RCD吸收電路，第一濾波電容和 第二濾波電容；其中，所述第一 RCD吸收電路包括二極管5，第七電容和第一電阻；所述第二 RCD吸收電路包括二極管6，第八電容和第二電阻；其中，所述肖特基二極管1的陰極、所述肖特基二極管2的陰極分別與所述功率變換模 塊的正極輸出端連接；所述肖特基二極管3的陰極、所述肖特基二極管4的陰極分別與所述 功率變換模塊的負(fù)極輸出端連接；所述肖特基二極管1的陽極、所述肖特二極管2的陽極、 所述肖特二極管3的陽極以及所述肖特二極管4的陽極互連；所述第二高頻電感串聯(lián)在所述倍流整流模塊的正極輸出支路上；所述第三高頻電感串聯(lián)在所述倍流整流模塊的負(fù)極輸出支路上；所述第一濾波電容和第二濾波電容串聯(lián)，且所述第一濾波電容未與所述第二濾波電容 連接的一端與所述第二高頻電感的輸出端連接，所述第二濾波電容未與所述第一濾波電容 連接的一端與所述第三高頻電感的輸出端連接；所述二極管5的陽極與所述功率變換模塊的正極輸出端連接；所述二極管5的陰極分別與所述第七電容的一端和所述第一電阻的一端連接；所述第一電阻的另一端連接在所述第一濾波電容和所述第二濾波電容的連接線路上;所述第七電容的另一端與所述第八電容的一端連接；所述第八電容的另一端分別與所述第二電阻的一端和所述二極管6的陽極連接；所述第二電阻的另一端與所述第三高頻電感的輸出端連接；所述二極管6的陰極與所述功率變換模塊的負(fù)極輸出端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大電流開關(guān)電源，其特征在于，所述驅(qū)動模塊由數(shù)字信號處理器DSP構(gòu)建。
5.一種大電流開關(guān)電源系統(tǒng)，其特征在于，包括兩個以上的開關(guān)電源模塊，其中，所述兩個以上的開關(guān)電源模塊并聯(lián)；其中，所述開關(guān)電源模塊包括用于將輸入的三相交流信號轉(zhuǎn)化為直流信號的整流模塊，其中，所述整流模塊包括用 于對所述輸入的三相交流信號進(jìn)行濾波的電磁干擾電源濾波器，以及與所述電磁干擾電源 濾波器的輸出端連接，用于對所述電磁干擾電源濾波器的輸入信號進(jìn)行整流的整流電路， 其中，所述整流電路的輸出信號為所述整流模塊的輸出信號。與所述整流模塊的輸出端連接，用于將所述整流模塊的輸出信號轉(zhuǎn)化為交流信號的 功率變換模塊，其中，所述功率變換模塊由無源軟開關(guān)吸收電路、單管絕緣柵雙極型晶體管 IGBT模塊和高頻變壓器電路構(gòu)建；與所述功率變換模塊的所述IGBT模塊連接，用于向所述功率變換模塊提供脈沖寬度 調(diào)制PWM驅(qū)動信號的驅(qū)動模塊，以便通過調(diào)整所述PWM驅(qū)動信號，使所述功率變換模塊將所 述整流模塊輸出的直流信號轉(zhuǎn)化為不同占空比的交流信號；與所述整流模塊的輸出端連接，用于將所述功率變換模塊的輸出信號整流為大電流直 流信號的倍流整流模塊，其中，所述倍流整流模塊由肖特基二極管、高頻電感、RCD吸收電路 和濾波電容構(gòu)建。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大電流開關(guān)電源系統(tǒng)，其特征在于，所述功率變換模塊由無源軟開關(guān)吸收電路、單管絕緣柵雙極型晶體管IGBT模塊和高 頻變壓器電路構(gòu)建，包括所述功率變換模塊由第一無源軟開關(guān)吸收電路、第二無源軟開關(guān)吸收電路、第一 IGBT 模塊、第二 IGBT模塊、第三IGBT模塊、第四IGBT模塊和高頻變壓器電路構(gòu)建；其中，所述高頻變壓器電路包括高頻變壓器、第一高頻電感和第一隔直電容；所述第一高頻電感與所述高頻變壓器前級的第一支路串聯(lián)；所述第一隔直電容與所述高頻變壓器前級的第二支路串聯(lián)；其中，所述第一無源軟開關(guān)吸收電路包括二極管1，二極管2，第一電容，第二電容以及第三電容；所述二極管1的陽極與所述整流模塊的正極輸出端連接；所述二極管1的陰極分別與所述第一電容的一端和所述第二電容的一端連接；所述第一電容的另一端分別與所述第一 IGBT模塊的發(fā)射極和所述第二 IGBT模塊的集 電極連接；所述第二電容的另一端分別與所述第三電容的一端和所述二極管2的陽極連接；所述第三電容的另一端與所述第一隔直電容的輸入端連接；所述二極管2的陰極與所述整流模塊的負(fù)極輸出端連接；其中，所述第二無源軟開關(guān)吸收電路包括二極管3，二極管4，第四電容，第五電容以及第六電容；所述二極管3的陽極與所述整流模塊的正極輸出端連接；所述二極管3的陰極分別與所述第四電容的一端和所述第五電容的一端連接；所述第四電容的另一端分別與所述第三IGBT模塊的發(fā)射極和所述第四IGBT模塊的集 電極連接；所述第五電容的另一端分別與所述第六電容的一端和所述二極管4的陽極連接；所述第六電容的另一端與所述第一高頻電感的輸入端連接；所述二極管4的陰極與所述整流模塊的負(fù)極輸出端連接；其中，所述第一 IGBT模塊的集電極與所述整流模塊的正極輸出端連接；所述第二 IGBT 模塊的發(fā)射極與所述整流模塊的負(fù)極輸出端連接，所述第二 IGBT模塊的集電極與所述第 一 IGBT模塊的發(fā)射極連接；所述第三IGBT模塊的集電極與所述整流模塊的正極輸出端連 接，所述第三IGBT模塊的發(fā)射極與所述第一高頻電感的輸入端連接；所述第四IGBT模塊的 發(fā)射極與所述整流模塊的負(fù)極輸出端連接，所述第四IGBT模塊的集電極與所述第三IGBT 模塊的發(fā)射極連接；其中，所述高頻變壓器后級的輸出信號為所述功率變換模塊的輸出信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的大電流開關(guān)電源系統(tǒng)，其特征在于，所述倍流整流模塊由肖特基二極管、高頻電感、RCD吸收電路和濾波電容構(gòu)建，包括 所述倍流整流模塊包含肖特基二極管1，肖特基二極管2，肖特基二極管3，肖特基二極 管4，第二高頻電感，第三高頻電感，第一 RCD吸收電路，第二 RCD吸收電路，第一濾波電容和 第二濾波電容；其中，所述第一 RCD吸收電路包括二極管5，第七電容和第一電阻；所述第二 RCD吸收電路包括二極管6，第八電容和第二電阻；其中，所述肖特基二極管1的陰極、所述肖特基二極管2的陰極分別與所述功率變換模 塊的正極輸出端連接；所述肖特基二極管3的陰極、所述肖特基二極管4的陰極分別與所述 功率變換模塊的負(fù)極輸出端連接；所述肖特基二極管1的陽極、所述肖特二極管2的陽極、 所述肖特二極管3的陽極以及所述肖特二極管4的陽極互連；所述第二高頻電感串聯(lián)在所述功率變換電路的正極輸出支路上；所述第三高頻電感串聯(lián)在所述功率變換電路的負(fù)極輸出支路上；所述第一濾波電容和第二濾波電容串聯(lián)，且所述第一濾波電容未與所述第二濾波電容 連接的一端與所述第二高頻電感的輸出端連接，所述第二濾波電容未與所述第一濾波電容 連接的一端與所述第三高頻電感的輸出端連接；所述二極管5的陽極與所述功率變換模塊的正極輸出端連接；所述二極管5的陰極分別與所述第七電容的一端和所述第一電阻的一端連接；所述第一電阻的另一端連接在所述第一濾波電容和所述第二濾波電容的連接線路上;所述第七電容的另一端與所述第八電容的一端連接；所述第八電容的另一端分別與所述第二電阻的一端和所述二極管6的陽極連接；所述第二電阻的另一端與所述第三高頻電感的輸出端連接；所述二極管6的陰極與所述功率變換模塊的負(fù)極輸出端連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的大電流開關(guān)電源，其特征在于，所述驅(qū)動模塊由數(shù)字信號 處理器DSP構(gòu)建。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種大電流開關(guān)電源及大電流開關(guān)電源系統(tǒng),其中，本發(fā)明實施例中的大電流開關(guān)電源由整流模塊、功率變換模塊、驅(qū)動模塊以及倍流整流模塊組成。整流模塊由電磁干擾電源濾波器對輸入的三相交流信號進(jìn)行濾波，有效防止了電磁干擾；驅(qū)動模塊向功率變換模塊提供PWM驅(qū)動信號，可實現(xiàn)對功率變換模塊的輸出信號的占空比的控制，功率變換模塊采用無源軟開關(guān)吸收電路技術(shù)，使IGBT模塊實現(xiàn)零電壓開通零電流關(guān)斷，提高了整機(jī)，效率、功率因數(shù)和使用壽命；倍流整流模塊利用了RCD吸收電路和濾波電容，有效吸收肖特基二極管的開關(guān)紋波，降低輸出紋波系數(shù)和諧波總電流，大大提高了高倍整流電路的可靠性。
文檔編號H02M3/315GK102664527SQ201210148239
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者劉釗 申請人:株洲泰格豪斯工具系統(tǒng)有限公司