[发明专利]电压可控的多级直流电路

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电力电子技术领域的AC-DC变换器，具体是一种电压可控的多级直流电路，即能够获得较高直流电压输出升压电路。

背景技术

随着电力电子变换技术的发展，出现了许多需要高压直流电压的直流电源场合，如激光电源、臭氧发生器、等离子切割机引弧器等。

截至目前，支持较大功率输出的升压电路的构成方式大致包括以下两类：（1）利用电感器件和变压器升压的有源或无源方案；（2）直流变换器输出端并联的有源或无源方案。前者升压能力有限，后者需要考虑变换器输出均压问题，各有利弊，但是它们的共同之处是电路结构复杂，而且控制难度较高。

随着实践应用的扩大，设计一种结构简单、具有较强升压能力的电压可控的多级直流电路已经成为本领域技术人员的当务考虑之一。

经过对现有技术的检索发现，公开号为201063536的实用新型专利《一种具有有源功率因数校正的电源转换器》中公开了一种传统两级倍压整流电路，升压能力较低。公开号为101783599A的发明专利《一种倍压整流电路》中公开了一种整流电路即AC-DC电路，电路结构较为负载，13.56MHz信号输入，支持功率等级较低，升压能力较高。同时由公开了一种DC-DC电路，具有较高的升压能力，需要三路电源：直流电压源、两路相位错开的脉冲信号，支持功率等级较低。

基于以上分析，对于高压直流电源的应用场合，需要推出一种简单易行、安全可靠、成本低廉和升压能力强的电压可控的多级直流电路。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提出了一种电压可控的多级直流电路，使其实现高压直流电压输出，具有结构简单、控制容易、成本低廉和升压比例高的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括整流电路和逆变电路，其中整流电路由六只依次串接的、基于逆导开关的整流单元和一只续流单元组成，输入为两路交流方波电压，输出一路直流电压。逆变电路输入直流电压，通过高频隔离变压器输出两路频率可调的交流电压，为后级整流电路供电。

所述的整流电路包括至少六只整流单元和一只续流单元；其中：

第一整流单元包括第一二极管、第一电解电容和第一逆导开关，其中第一二极管的阴极与第一电解电容的正极相连后与第二整流单元的第二二极管的阳极相连，第一二极管的阳极与第一交流电源相连，第一电解电容的负极与第一逆导开关中MOSFET源极接地，第一逆导开关中MOSFET漏极相连，第一逆导开关中MOSFET本身内置反并联二极管；

第二整流单元包括第二二极管、第二电解电容和第二逆导开关，其中第二二极管的阴极与第二电解电容的正极相连后与第三整流单元的第三二极管的阳极相连，第二电解电容的负极与第二逆导开关中MOSFET源极相连，第二逆导开关中MOSFET漏极与第二交流电源相连，第二逆导开关中MOSFET本身内置反并联二极管；

第三整流单元包括第三二极管、第三电解电容和第三逆导开关，其中第三二极管的阴极与第三电解电容的正极相连后与第四整流单元的第四二极管的阳极相连，第三电解电容的负极与第三逆导开关中MOSFET源极相连，第三逆导开关中MOSFET漏极接地，第三逆导开关中MOSFET本身内置反并联二极管；

第四整流单元包括第四二极管、第四电解电容和第四逆导开关，其中第四二极管的阴极与第四电解电容的正极相连后与第五整流单元的第五二极管的阳极相连，第四电解电容的负极与第四逆导开关中MOSFET源极相连，第四逆导开关中MOSFET漏极与第二交流电源相连，第四逆导开关中MOSFET本身内置反并联二极管；

第五整流单元包括第五二极管、第五电解电容和第五逆导开关，其中第五二极管的阴极与第五电解电容的正极相连后与第六整流单元的第六二极管的阳极相连，第五电解电容的负极与第五逆导开关中MOSFET源极相连，第五逆导开关中MOSFET漏极接地，第五逆导开关中MOSFET本身内置反并联二极管；

第六整流单元包括第六二极管、第六电解电容和第六逆导开关，其中第六二极管的阴极与第六电解电容的正极相连后与续流单元中的第七二极管的阴极相连，形成输出正极，第六电解电容的负极与第六逆导开关中MOSFET源极相连，形成输出负极，第六逆导开关中MOSFET漏极与第二交流电源相连，第六逆导开关中MOSFET本身内置反并联二极管；

续流单元包括第七二极管，其中第七二极管的阴极形成输出正极，其阳极形成输出负极。