[发明专利]采用多分裂变压器的高压电源电路

说明书

技术领域

本发明属于电路设计技术领域，尤其涉及一种采用多分裂变压器的高压 电源电路。

背景技术

大功率的电源系统中，系统方案的拓扑电路通常需要满足调节范围大、 适应性广的“适应性”要求和功率因数高、电网谐波注入量小的“高效性” 要求，同时还要满足在灵活多输出、高可靠性的前提下提高电能质量等要求。

有载调压是满足上述要求的一种方案，其电路工作原理如下：输出调压 变压器的有载分接开关置于低级档位，当晶闸管触发角调至最小角度仍不足 以满足电压输出时，调压变压器的有载分接开关自动调换挡位，提高变压器 次级电压输出，在此挡位区间内再采用晶闸管细调压，满足电压输出需求。 其实质是改变了变压器的线圈匝比，重新分配了变压器的输出电压。在调压 变压器最高档时，串联变压器变比最大，形成直流输出最低电压；调压变压 器最低档时，串联变压器变比最小，形成直流输出最高电压。可见系统是通 过有载分接开关将需求电压分为了若干区间，通过在线调节的方法达到系统 各点输出。但是，采用这种方案有如下缺点：

(1)有载调压变压器产生损耗，降低了系统效率；

(2)有载分接开关频繁动作容易损坏，降低了系统可靠性，尤其是在有 载分接开关换档位电压附近工作时。

移相桥是另外一种方案，其电路工作原理如下：通过变压器次级星/交联 接各带一个三相全控晶闸管整流桥串联方式得到6/12/24等脉波整流输出形 成单个整流单元，多个整流单元可以串并联形成高压或大电流输出。通过每 个整流桥桥臂上采用多只晶闸管串联方式提高输出电压，可有效减少整流单 元数。不过，这种方案也存在一些缺点：

(1)因变压器次级星/角联接，匝比匹配要求精度高，否则负载分配会 不平均，且负载分配相差随二次阻抗的减小而增大，同时引起5、7等低次谐 波的出现；

(2)次级星/角联接公用一个磁路，一台整流桥所产生的阀侧换相缺口 80％以上会被耦合到另一台的阀侧上，二者相互干扰，会激发高频振荡，产生 过电压，换向缺口处过高的dv/dt还有可能导致晶闸管被误触发，使系统工 作不稳定；

(3)晶闸管串联方式对器件一致性、静动态均压设计和触发技术要求严 格，可靠性较低；串联方式导致晶闸管的利用率也比较低。

综上所述，在大功率电源的应用中，提高功率因数和效率，克服晶闸管 易坏、减小直流侧脉动和降低线路上的损耗，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前常用的大功率电源，存在的晶闸管易坏、直 流侧脉动较大以及线路损耗过高的缺陷，提出一种采用多分裂变压器的高压电 源电路，用以克服上述缺陷。

本发明的技术方案是，一种采用多分裂变压器的高压电源电路，其特征在 于，所述高压电源电路由两套相移整流电源移相串联或并联构成，每套相移整 流电源由多组三分裂的三相变压器和三个叠桥整流单元组成；

所述多组三分裂的三相变压器的输入侧并联，三分裂的三相变压器的相位 分别相差相同的角度，每组三分裂的三相变压器的同一相上各个原边并联，三 分裂的三相变压器分成三组输入线和三组输出线，每组同时有三相的输入线和 三相的输出线，每一组的三相输出线接一个叠桥整流单元，各个叠桥整流单元 串联后输出；

所述叠桥整流单元由三个可控整流桥和三个分别与可控整流桥并联的续 流二极管构成。

所述三分裂的三相变压器的内层是移相绕组，移相绕组的外层是与移相绕 组相接的高压绕组，最外层是低压绕组。

本发明提供的采用多分裂变压器的高压电源电路，有效地克服了深控状态 带来的晶闸管容易损坏的问题，降低了网侧电流谐波和电路部件上的谐波损 耗，同时增加直流输出脉波，减小了直流输出波动，从而提高了功率因数和电 网效率。

附图说明

图1是单套相移整流电源电路的结构图；

图2是三分裂的三相变压器的绕组形式示意图；

图3是三分裂的三相变压器内部结构示意图；

图4是本发明叠桥整流单元电路的结构图；

图5是本发明采用多分裂变压器的高压电源电路的结构图；

图6是本发明实施例提供的工作模式说明图；

图7是本发明实施例提供的工作模式1的示意图；

图8是本发明实施例提供的工作模式2的示意图；