[发明专利]基于能量回馈的直流有源滤波的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于能量回馈的不可控整流电源直流有源滤波的实现方法，尤其适合于大功率、高稳定度、低纹波要求的不可控整流电源。

背景技术

大功率、高稳定度直流电源是现代科学研究的一种必不可少的装置，目前受电力电子器件的限制，大功率、高稳定度直流电源均由不可控整流设备整流得到，并采用由电感、电容组成的无源滤波器以抑制直流输出中的高次纹波，采用串联或并联型的有源滤波器以抑制直流输出中的低次纹波。由于串联型直流有源滤波器直接串联在直流主回路中，存在功率损耗大的缺陷；而并联型直流有源滤波器的滤波效果不甚理想，且低次纹波能量通过电阻泄放，影响了大功率、高稳定度直流电源的工作效率。

发明内容

本发明的目的在于针对现有直流有源滤波器的不足，提供一种基于能量回馈的直流有源滤波的实现方法。以实现大功率不可控整流电源直流侧低次纹波的转换，使其一部分转换成易于被直流侧无源滤波器滤除的高次纹波，另一部分转换成直流分量可直接回馈至直流主回路中加以利用。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明基于能量回馈的直流有源滤波的实现方法的特点是：利用与直流负载并联的线性调整电路，使得大功率不可控整流电源输出的大部分低次纹波电流由所述线性调整电路13通过，减小低次纹波电流对直流负载的影响。

本发明基于能量回馈的直流有源滤波的实现方法的特点也在于：

两组线性调整管以达林顿型式构成所述线性调整电路，所述两组线性调整管的公共端接直流负载的正极性端，另外两端分别外接稳压电源，为两组线性调整管可靠工作在各自的线性放大区提供直流电压偏置。

两组DC/DC变换器经过一个高频变压器连接，构成一个双向DC/DC变换器，所述双向DC/DC变换器的两个端口经无源滤波器接在大功率不可控整流电源的直流输出侧，用于回馈低次纹波能量；另外两个端口经稳压电容分别接在直流负载的负极性端和线性调整电路中稳压电源的负极性端。

本发明基于能量回馈的直流有源滤波的实现方法的特点还在于：

设置大功率不可控整流电源经直流滤波电感、直流滤波电容供给直流负载；

设置第一DC/DC变换器和第二DC/DC变换器经高频变压器连接，构成四端口双向DC/DC变换器；所述四端口双向DC/DC变换器的两个端口经无源滤波器接在大功率不可控整流电源的直流侧，另外两个端口经稳压电容分别接在直流负载的负极性端和线性调整电路中稳压电源的负极性端；

所述线性调整电路由稳压电源、充电调整管和放电调整管构成，以所述充电调整管和放电调整管组成推挽电路，充电调整管的发射极与放电调整管的集电极相连接，公共连接点与直流负载的正极性段相连；充电调整管的集电极与稳压电源的正极性端相连，放电调整管的发射极与稳压电源的的负极性端相连，由所述稳压电源为所述充电调整管和放电调整管调整管提供直流偏置电压。

本发明基于能量回馈的直流有源滤波的实现方法的特点还在于：当检测到大功率不可控整流电源输出存在正方向低次纹波电流时，控制低次纹波能量由线性调整电路引至双向DC/DC变换器，实现低次纹波的分流滤除，并在双向DC/DC变换器中实现低次纹波的高频化和能量反馈至直流回路；当检测到大功率不可控整流电源输出存在负方向低次纹波电流时，控制直流能量由双向DC/DC变换器引至线性调整电路，实现低次纹波的注入补偿。

与现有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明采用了并联线性有源滤波和双向DC/DC变换，将大功率不可控整流电源直流输出的低次纹波通过并联线性调整管引入双向DC/DC回路，在其中实现低次纹波的能量反馈和高频化。本发明方法既便于通过高频变压器将低次纹波的能量反馈至直流电路主回路中，也可以将低次纹波高频化，便于被主回路中的无源滤波器抑制，降低了注入直流主回路中的低次纹波。

附图说明

图1为本发明的原理示意图；

图中标号：1大功率不可控整流电源；2直流滤波电感，3直流滤波电容，4直流负载，5充电线性调整管，6放电线性调整管，7稳压电源，8第一DC/DC变换器，9第二DC/DC变换器，10高频变压器，11双向DC/DC变换器的无源滤波器，12双向DC/DC变换器的稳压电容；13线性调整电路；14双向DC/DC变换器。

具体实施方式