[实用新型]一种谐振式交流输入直流输出电源

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种谐振式交流输入直流输出电源。

背景技术

传统的AC/DC技术，由于采用了开关型电气元件和非线性储能元件来实现AC到DC的整流功能(例如整流二极管、硅整流桥、IGBT、储能电容、储能电感)导致了谐波和无功注入供电系统。特别是对于多相电源系统(如：常见的三相交流供电电源)，传统的AC/DC技术导致的谐波和无功注入，一方面由于传统的AC/DC技术只在电源电压瞬时值高于设备内部储能元件的电压时才有电流流入系统，另一方面由于大功率的传统电源技术从多相电源取电时会导致各相电流的不平衡。

传统的AC/DC技术，都会采用开关型电气元件，电路拓扑本身不能保证这些开关器件不会产生开关损耗。而开关损耗，恰恰是阻挡采用传统AC/DC技术的电源设备提高效率的主要原因之一。即使采用了各种类型的软开关技术，也只能保证在整个工作范围的某个区域内(输入电压范围、输出负载范围)有效的降低开关损耗。

传统的AC/DC技术，为了保证DC输出的稳定性，一般都要求在输出端保留大容量的储能器件(例如：采用了大容量电解电容的DC电压源)。但是在有些应用环境下，这些大容量的储能元件是不应该被使用的，因此采用传统技术的AC/DC电源系统在这些特种应用领域是有极大的风险的。另一方面，由于电解电容类的储能元件存在相对较短的使用寿命(与电气开关、硅半导体元件相比)，因此采用了这类元件的AC/DC设备的使用寿命也受到限制。采用了大容量储能元件的传统AC/DC设备，由于此类元件导致的最大问题是设备无法快速与负载脱离。由于储能元件放电时间较长，在要求电源与负载快速脱离(如：故障分离)的情况下，传统AC/DC技术无法实现。

发明内容

本发明的实施例提供一种谐振式交流输入直流输出电源。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明提供的一种谐振式交流输入直流输出电源包括：输入谐振电路，储能单元，输出谐振电路；

所述输入谐振电路，用于根据输入谐振的方式将前端的非稳定的直流电能转移到所述储能单元；

所述储能单元，用于作为谐振元件参与所述输入谐振和所述输出谐振过程，作为输入侧与输出侧不同形式的能量之间的转换桥梁；

所述输出谐振电路，用于根据所述输出谐振的方式将所述储能单元中的能量转移到输出侧，并将各相谐振输出的能量进行加合。

本发明实施例提供的一种谐振式交流输入直流输出电源，通过所述输入谐振电路根据输入谐振的方式将前端的非稳定的直流电能转移到所述储能单元；所述储能单元，作为谐振元件参与所述输入谐振和所述输出谐振过程，作为输入侧与输出侧不同形式的能量之间的转换桥梁；所述输出谐振电路根据所述输出谐振的方式将所述储能单元中的能量转移到输出侧，并将各相谐振输出的能量进行加合。采用本发明提供的谐振式交流输入直流输出电源不但可以有效降低电源的成本，而且该电源采用软开关的工作模式使得该电源可靠性高，寿命长，安全性较高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种谐振式交流输入直流输出电源结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种采用全控型开关器件，输出谐振电路部分具有一个电感A型拓扑的谐振式交流输入直流输出电源电路图；

图3为本发明实施例提供的一种采用全控型开关器件，输出谐振电路部分具有三个电感B型拓扑的谐振式交流输入直流输出电源电路图；

图4为本发明实施例提供的一种采用半控型开关器件，输出谐振电路部分具有一个电感A型拓扑的谐振式交流输入直流输出电源电路图；

图5为本发明实施例提供的一种采用半控型开关器件，输出谐振电路部分具有三个电感B型拓扑的谐振式交流输入直流输出电源电路图；

图6为本发明实施例提供的一种带有前置隔离的，采用半控型开关器件或者采用全控型开关器件，输出谐振电路部分具有一个电感A型拓扑的谐振式交流输入直流输出电源电路图；

图7为本发明实施例提供的一种带有前置隔离的，采用半控型开关器件或者采用全控型开关器件，输出谐振电路部分具有三个电感B型拓扑的谐振式交流输入直流输出电源电路图；

图8为本发明实施例提供的一种带有后置隔离的，采用半控型开关器件或采用全控型开关器件，输出谐振电路部分具有一个电感A型拓扑的谐振式交流输入直流输出电源电路图；

图9为本发明实施例提供的一种带有后置隔离的，采用半控型开关器件或者采用全控型开关器件，输出谐振电路部分具有三个电感B型拓扑的谐振式交流输入直流输出电源电路图；