[发明专利]带双二极管无源脉波倍增电路的串联型24脉波整流器

说明书

带双二极管无源脉波倍增电路的串联型24脉波整流器，属于电力电子技术领域；本发明是为了解决在基本不增加整流器复杂程度和导通损耗的前提下，有效抑制串联型12脉波整流器的输入电流谐波含量和输出电压脉动的问题。本发明仅需在常规串联型12脉波整流器的直流侧增加一个带双二极管的无源脉波倍增电路，形成串联型24脉波整流器，将整流器的输入电流台阶数和输出电压脉波数倍增，有效抑制输入电流的谐波和输出电压脉动；所述带双二极管的无源脉波倍增电路包括带中心抽头的平衡电抗器、辅助单相变压器、辅助二极管VDsubgt;1/subgt;和辅助二极管VDsubgt;2/subgt;、电容Csubgt;1/subgt;和电容Csubgt;2/subgt;。本发明主要用于实现整流。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种串联型24脉波整流器。

背景技术

串联型12脉波整流器具有电路结构简单，可靠性高和成本低廉等优点，常常作为中高压电气设备从电网获取能量的接口电路被应用于船舶电力推进、新能源发电、金属冶炼和高压直流输电等领域。尽管它能消除输入电流中的5，7次谐波，但串联型12脉波整流器的输入电流中仍含有大量的12n±1次谐波，输入电流的THD常常大于10％，不能满足IEEE519和IEC16等谐波标准的要求。此外整流器的输出电压脉动仍较大，这会增加整流器输出侧滤波器的体积和重量。

为了同时降低串联型12脉波整流器的输入电流谐波和输出电压脉动，增加整流器的脉波数是一种最有效的方法。总体来讲，当前增加串联型12脉波整流器的方法主要有三种：

第一种是通过进一步细分移相变压器输出电压的相数来增加整流器的脉波数。通过将移相变压器的输出电压相数增加一倍，可获得串联型24脉波整流器。与串联型12脉波整流器相比，整流器的输入电流谐波和输出电压纹波被显著抑制，但移相变压器的设计变得更复杂，所需的元件数量被加倍，这增加了整流器的复杂度和成本。

第二种是在串联型12脉波整流器的负载通路上串联脉波倍增电路，它通过脉波倍增电路中二极管的交替导通来调制整流桥的输出电流和电压，然后根据交直流侧电流关系，将整流器的脉波数增加为24脉波，实现对输入电流谐波和输出电压脉动的抑制，该方法具有电路结构简单、易于实现和可靠性高等优点，但脉波倍增电路中的二极管与负载串联，这不仅使得脉波倍增电路中的二极管承受大的电流应力，而且产生严重的附件导通损耗，降低了整流器的能量转换效率。

第三种是采用谐波电压注入的输入电压台阶数倍增方案，它通过辅助单相整流桥注入方波电压将整流器的输入电压台阶数的倍增为24台阶，进而有效抑制输入电流谐波，该方法具有电路结构简单，可靠性高，EMI低等优点，但该方案需要在多脉波整流器的输入侧串联三个足够的电感，这不仅会增加整流器的复杂度和成本，而且会降低整流器的位移因数，另外，因输入侧大电感的影响，负载电流变化时，输出电压将在较大范围内波动，无法为负载提供稳定的直流输出电压，整流器的输出电压特性非常软。

因此，以上增加串联型12脉波整流器脉波数的方法，存在增加整流器复杂程度或导通损耗的问题，因此，如何在基本不增加整流器复杂程度和导通损耗的前提下，有效抑制串联型12脉波整流器的输入电流谐波含量和输出电压脉动的问题亟需解决。

发明内容

本发明目的是为了解决在基本不增加整流器复杂程度和导通损耗的前提下，有效抑制串联型12脉波整流器的输入电流谐波含量和输出电压脉动的问题，本发明提供了一种带双二极管无源脉波倍增电路的串联型24脉波整流器。

带双二极管无源脉波倍增电路的串联型24脉波整流器，包括移相变压器、第一二极管整流桥和第二二极管整流桥；还包括带双二极管的无源脉波倍增电路；

所述带双二极管的无源脉波倍增电路包括带中心抽头的平衡电抗器、辅助单相变压器、辅助二极管VD₁和辅助二极管VD₂、电容C₁和电容C₂；