[发明专利]斩波型可控整流和交流调压电路

说明书

本发明属于电力电子科学，涉及单相和多相可控整流调压电路，单相和多相交流可控调压电路，尤其涉及到基波电流和电压的相位和功率因数。

当今的可控整流调压电路和交流调压电路都是采用可控器件截去电源波形的前部分，输出电源的后部分，这类可控整流和交流调压电路中所使用的可控器件都是采用电源自然换向方式关断的，因此只能输出电源波形的后部分，使用这类方法的可控整流和交流调压电路存在着输出电压越低，其基波电流和电压的相位差越大，功率因数越低，在直流输出端需要较大的滤波电感和电容，在电网端需要较大的电容进行补偿和滤波，这类可控整流电路其输出端采用大电容滤波时存在着很大的前沿冲击电流，它们对滤波电容和可控器件的电流上升率都要求很高，损耗和干扰也会相应增加，为了克服现有这类可控整流和交流调压电路所存在的缺点，发明者提出将现有的可控整流和交流调压电路与斩波电路两者相结合的方法来减少电路中基波电流和相位的相位差，提高功率因数，其方法是使现有可控整流中的可控器件同时担任整流调压和斩波双重任务，使交流可控调压电路中的可控器件也担任调压和斩波的双重任务，这只有使原来可控整流和交流调压电路中的可控器件由自然换相关断改为强迫关断才有可能，因此，需要在原来电路中增加一关断电路才能成为斩波型式的可控整流电路和交流调压电路，这类电路中的每一个可控器件在承受电源正向电压周期内，按照给可控器件触发和控制信号的不同可以实现输出下列五种受电源电压幅值调制的波形（在电阻负载或电感负载有续流二极管的情况下），第一种波形是截去电源源前部分，输出电源波形后部分，这就是现有可控整流电路和交流调压电路所能输出的波形，第二种波形是截去电源后部分，输出电源波形前部分，第三种是输出电源波形中间部分，截去电源前后两部分，第四种是输出电源波形前后两部分，截去电源的中间部分，第五种是将电源实现多次斩波，输出受电源幅值调制的电源斩波后的波形。其斩波频率远高于电源频率，有利于滤波，由输出波形可知：后面四种输出波形的基波电流和电压的相位差都小于第一种，即小于传统的可控整流和交流调压电路，它们的功率因数也高于传统的电路。斩波型式的可控整流电路和交流调压电路的输出何种电压波形完全决定于电路中可控器件的触发和控制方式，一般都会根据需要来选取最适合最经济的触发和控制方式，由上可知：斩波型可控调压电路中包含有现今一切单相和多相的可控整流电路和交流调压电路，其性能又优于现有相对应的可控整流电路和交流调压电路，它只是在现有相对应的可控整流电路和交流调压电路中加入斩波电路后所组成的电路。

本发明的目的是要减小现有单相和多相可控整流电路和交流调压电路中的基波电流和电压的相位差，减少谐波，减少滤波电感和电容，提高功率因数，特别是低电压输出时的功率因素。

本发明是一种使用可控器件实现斩波和可控整流或交流调压两者相结合输出受电源瞬时幅值调制的可控调压电路。现有的可控整流电路和交流调压电路有两大类型。一类是先将电源整流成单向的脉动直流后再串联可控器件进行可控整流调压和交流调压的电路，另一类是电源直接由可控器件整流成可控直流和交流调压的电路。每一类可控整流和交流调压电路都有单相和多相，有半波、全波、桥式以及它们以多种形式相结合的可控整流电路和交流调压电路。斩波型可控整流和交流调压电路的特征是在现有的单相和多相可控整流电路和交流调压电路中至少有一个强迫关断可控调压器件的关断电路，这个关断电路由关断电容，关断可控器件（包括可控硅和晶体管）和关断电源及其限流阻抗组成。关断电容连接在可控整流或交流调压电路中的调压可控器件与关断可控器件的两个阳极（或阴极）之间，关断可控器件的另一端是阴极（或阳极）就连接在可控整流或交流调压电路中的调压可控器件的阴极（或阳极），而关断电源通过限流电阻或电感加在关断可控器件的阴极（接负）与阳极（接正）之间，关断可控器件若是可关断的可控器件，就可不用关断电容，关断电源及其限流阻抗，而用可关断器件直接去取代对应的可控整流电路和交流调压电路中的调压可控器件即可。通过改变各可控器件上与电源相同步的触发和控制信号的相位和顺序关系就可使斩波型可控整流电流和交流调压电路输出多种波形。

结合附图参阅下面说明，将能很容易地认识实现本发明的上述目的。本发明的很多优点以及本发明同现有可控整流和交流调压电路的区别。