[发明专利]一种前馈式限定输入电流包络的单相桥式整流电路

说明书

一种前馈式限定输入电流包络的单相桥式整流电路，包括PNP型BJT管Q1、PNP型BJT管Q2、输入电容C1、输出电容C2、二极管D1、二极管D2和n个交流电压控制直流电流源VCCS1至VCCSn，n为大于等于1的整数，交流电压控制直流电流源VCCSj(j的取值为1至n)在允许的输入电压范围内限定输入电流iac的包络iac_en，即输入电流iac的包络峰值iac_enp的增量小于输入电压vac的有效值Vac的增量，还包括输入电流iac的包络峰值iac_enp的增量为负数。本发明采用输入电压前馈的方式实现在宽输入电压范围内有效地抑制输入电流的包络增量，提升单相桥式整流电路的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及整流(AC-DC)电路，应用于交流输入、直流输出的电能变换场合，如：微能量收集系统、新能源发电系统、蓄电池充电系统、分段接入式直流负载系统等，尤其是一种具有输入电流包络限制功能的单相桥式整流电路。

背景技术

单相桥式整流(AC-DC)电路是一种能将交流电能转换成直流电能的电路，应用十分广泛。但是，在目前常见的单相桥式整流电路中有相当一部分不具备输入电流包络限制的功能。以一个常见的单相桥式整流电路为例(见图1)，该单相桥式整流电路由PNP型BJT管Q1、PNP型BJT管Q2、输入电容C1、输出电容C2、二极管D1、二极管D2和电阻R1组成，PNP型BJT管Q1的发射极同时与交流电压源vac的正端、二极管D1的阴极以及电容C1的一端相连，PNP型BJT管Q1的基极同时与PNP型BJT管Q2的基极和电阻R1的一端相连，PNP型BJT管Q1的集电极同时与PNP型BJT管Q2的集电极、电容C2的一端以及负载Z1的一端相连，电容C2的另一端同时与负载Z1的另一端、二极管D1的阳极、电阻R1的另一端以及二极管D2的阳极相连，二极管D2的阴极同时与交流电压源vac的负端、电容C1的另一端以及PNP型BJT管Q2的发射极相连。

若C1足够小而且Q1的直流电流增益β1等于Q2的直流电流增益β2，并忽略Q1和Q2的发射极-基极导通压降，输入电流iac的包络iac_en满足假设交流电压源vac的电压有效值Vac的范围Vac_min至Vac_max是宽范围的，那么对应的输入电流iac的包络峰值iac_enp也将是宽范围变化的。在Vac＝Vac_min的情况下，输入电流iac的包络峰值在Vac＝Vac_max的情况下，输入电流iac的包络峰值由此可见，当交流电压源vac的电压有效值Vac从Vac_min变化至Vac_max，输入电流iac的包络峰值iac_enp得不到有效的抑制。即交流电压源vac的电压有效值Vac越大，输入电流iac的包络峰值iac_enp也越大(见图2)。对宽输入电压范围的整流电路而言，这种输入电流iac的包络峰值iac_enp得不到有效抑制的不足将威胁整个电路的可靠性和安全性。

发明内容

为了克服现有单相桥式整流电路中输入电流iac的包络峰值iac_enp得不到有效抑制的不足，本发明提供一种有效抑制输入电流iac的包络峰值iac_enp、结构简单的前馈式限定输入电流包络的单相桥式整流电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：