本發(fā)明涉及倍流型整流器，更具體地說，是一種涉及適用于高壓的單相光耦倍流型降壓整流器。

背景技術：

當前，傳統(tǒng)倍流整流器多運用在高頻整流領域中，與全波整流電路相比，倍流整流器的高頻變壓器的副邊繞組僅需一個單一繞組，不用中心抽頭；與全橋整流電路相比，倍流整流電路使用的二極管數(shù)量少一半。因此，倍流整流電路結(jié)合了全波整流電路和全橋整流電路兩者的優(yōu)點。當然，倍流整流電路要多使用一個輸出濾波電感，結(jié)構(gòu)略顯復雜。但此電感的工作頻率及輸送電流均為全波整流電路所用電感的一半，因此可做得較小，也利于散熱，還能夠減少和改善輸出電壓的紋波。然而傳統(tǒng)倍流整流器也存在者一些問題有待進一步解決：

（1）傳統(tǒng)倍流整流器不能直接應用于高壓型整流電路，若要實現(xiàn)降壓整流輸出，通常要在其輸入端增加降壓變壓器與之進行匹配，由此會產(chǎn)生較高的成本；

（2）傳統(tǒng)倍流整流器僅適合高頻整流電路，其交流輸入端需要提供對稱的高頻正、負方波電源，通常不適用于正弦波、三角波、鋸齒波等其它形式的交流輸入端電源。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種適用于高壓的單相光耦倍流型降壓整流器，能夠克服傳統(tǒng)倍流整流器存在的缺陷。

傳統(tǒng)倍流整流器若要實現(xiàn)降壓整流輸出的功能，通常要在交流輸入端增加降壓變壓器與之進行匹配，每半個工作周期的主要導通路徑是從降壓變壓器的二次側(cè)的一端出發(fā)，經(jīng)電感、輸出負載和其中的一個二極管，再回到降壓變壓器的二次側(cè)的另一端，此時從簡化的定量關系上來看，輸出電壓等于降壓變壓器的二次側(cè)的交流輸入電壓減去電感上的壓降與二極管的壓降，然而二極管的線性區(qū)較窄，其主要工作在開關區(qū)，因二極管的壓降很小，若忽略二極管的壓降，可以認為每半個工作周期的主要輸出電壓等于降壓變壓器二次側(cè)的交流輸入電壓減去電感上壓降。如果把二極管替換成線性區(qū)范圍較寬的光電耦合器，同時剔除降壓變壓器，則倍流整流器主要輸出電壓等于交流輸入電壓減去電感上的壓降，再減去光電耦合器輸出部分端口之間的壓降，也可以實現(xiàn)倍流整流器的降壓整流輸出。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明具體提供適用于高壓的單相光耦倍流型降壓整流器技術方案是：包括主電路模塊、同步降壓模塊和控制電路模塊三大部分。

（1）所述的主電路模塊包含兩個交流輸入端口、兩個直流輸出端口和一個主電路，其中兩個交流輸入端口分別為交流輸入端口AC_H-in1和交流輸入端口AC_H-in2，兩個直流輸出端口分別為直流輸出端口DC_OUT+和直流輸出端口DC_OUT-，進一步，主電路又由電感L1、電感L2、光電耦合器U1輸出部分和光電耦合器U2輸出部分組成，交流輸入端口AC_H-in1與光電耦合器U2輸出部分的發(fā)射極、電感L2的一端相連，電感L2的另一端與直流輸出端口DC_OUT+、電感L1的一端相連，電感L1的另一端與光電耦合器U1輸出部分的發(fā)射極、交流輸入端口AC_H-in2相連，光電耦合器U1輸出部分的集電極與光電耦合器U2輸出部分的集電極、直流輸出端口的DC_OUT-相連；

（2）所述的同步降壓模塊包含兩個交流輸入端口、兩個降壓的同步輸出端口和一個同步降壓電路，其中兩個交流輸入端口分別為交流輸入端口AC_L-in1和交流輸入端口AC_L-in2,兩個降壓的同步輸出端口分別為同步輸出端口SY_OUT1和同步輸出端口SY_OUT2，同步降壓電路由常規(guī)器件組成，其作用是保持主電路模塊的兩個交流輸入端口與同步降壓模塊的兩個同步輸出端口之間信號同步，并且降低其輸出電壓的幅值，用以匹配所述控制電路模塊的工作參數(shù)；

（3）所述的控制電路模塊包含兩個同步輸入端口和一個控制電路，其中兩個同步輸入端口分別為同步輸入端口SY_in1和同步輸入端口SY_in2，進一步，控制電路又由電阻R1、電阻R2、光電耦合器U1輸入部分和光電耦合器U2輸入部分組成，同步輸入端口SY_in1與電阻R1的一端和電阻R2的一端相連，同步輸入端口SY_in2與光電耦合器U1輸入部分的二極管陰極、光電耦合器U2輸入部分的二極管陽極相連，電阻R1的另一端和光電耦合器U1輸入部分的二極管陽極相連，電阻R2的另一端和光電耦合器U2輸入部分的二極管陰極相連；

（4）主電路模塊的交流輸入端口AC_H-in1、同步降壓模塊的交流輸入端口AC_L-in1與外接的交流輸入總線Line1相連，主電路模塊的交流輸入端口AC_H-in2、同步降壓模塊的交流輸入端口AC_L-in2與外接的交流輸入總線Line2相連，同步降壓模塊的同步輸出端口SY_OUT1與控制電路模塊的同步輸入端口SY_in1相連，同步降壓模塊的同步輸出端口SY_OUT2與控制電路模塊的同步輸入端口SY_in2相連，主電路模塊的直流輸出端口DC_OUT+與直流輸出端口DC_OUT-之間用于外接負載RL；

（5）把外接的交流輸入總線Line1和外接的交流輸入總線Line2之間工作電壓的周期分為正半周期和負半周期兩大部分：

當工作在正半周期時，所述的同步降壓模塊輸入端只有一條導通路徑，同步降壓模塊輸出端與控制電路模塊之間也只有一條導通路徑，所述的主電路模塊有兩條導通路徑，其中同步降壓模塊輸入端的導通路徑是經(jīng)交流輸入總線Line1直至同步降壓模塊的交流輸入端口AC_L-in1、同步降壓模塊的內(nèi)部電路、同步降壓模塊的交流輸入端口AC_L-in2，再到交流輸入總線Line2，同步降壓模塊輸出端與控制電路模塊之間的導通路徑是同步輸出端口SY_OUT1、控制電路模塊的同步輸入端口SY_in1、電阻R1、光電耦合器U1輸入部分、同步輸入端口SY_in2、同步降壓模塊的同步輸出端口SY_OUT2、同步降壓模塊的內(nèi)部電路，再回到同步輸出端口SY_OUT1；

而主電路模塊的第一條導通路徑是經(jīng)外接的交流輸入總線Line1直至主電路模塊的交流輸入端口AC_H-in1、電感L2、直流輸出端口DC_OUT+、外接負載RL、直流輸出端口DC_OUT-、光電耦合器U1輸出部分和交流輸入端口AC_H-in2，再到外接的交流輸入總線Line2；主電路模塊的第二條導通路徑，主要是由電感L1經(jīng)前一個負半周期儲能后，在正半周期內(nèi)形成的續(xù)流回路，即從電感L1出發(fā)，經(jīng)過直流輸出端口DC_OUT+、外接負載RL、直流輸出端口DC_OUT-和光電耦合器U1輸出部分，再回到電感L1；

當工作在負半周期時，所述的同步降壓模塊輸入端也只有一條導通路徑，同步降壓模塊輸出端與控制電路模塊之間也只有一條導通路徑，所述的主電路模塊也有兩條導通路徑，其中同步降壓模塊輸入端的導通路徑是經(jīng)交流輸入總線Line2直至同步降壓模塊的交流輸入端口AC_L-in2、同步降壓模塊的內(nèi)部電路、同步降壓模塊的交流輸入端口AC_L-in1，再到交流輸入總線Line1，同步降壓模塊輸出端與控制電路模塊之間的導通路徑是同步輸出端口SY_OUT2、控制電路模塊的同步輸入端口SY_in2、光電耦合器U2輸入部分、電阻R2、同步輸入端口SY_in1、同步降壓模塊的同步輸出端口SY_OUT1、同步降壓模塊的內(nèi)部電路，再回到同步輸出端口SY_OUT2；

而主電路模塊的第一條導通路徑是經(jīng)外接的交流輸入總線Line2直至主電路模塊的交流輸入端口AC_H-in2、電感L1、直流輸出端口DC_OUT+、外接負載RL、直流輸出端口DC_OUT-、光電耦合器U2輸出部分和交流輸入端口AC_H-in1，再到外接的交流輸入總線Line1；主電路模塊的第二條導通路徑，主要是由電感L2在前一個正半周期儲能后，在負半周期內(nèi)形成的續(xù)流回路，即從電感L2出發(fā)，經(jīng)過直流輸出端口DC_OUT+、外接負載RL、直流輸出端口DC_OUT-和光電耦合器U2輸出部分，再回到電感L2；另外，無論是工作在正半周期還是負半周期，直流輸出端口DC_OUT+的電壓高于直流輸出端口DC_OUT-的電壓，期間又均受益于電感L1和電感L2儲能與續(xù)流的作用，不僅實現(xiàn)了高壓單相整流功能，還實現(xiàn)了倍流整流功能，并且還能夠減少和改善輸出電壓的紋波。

本發(fā)明的有益效果是，提供一種適用于高壓的單相光耦倍流型降壓整流器，具有設計簡單、結(jié)構(gòu)合理、構(gòu)建方便，成本低廉的特性，與傳統(tǒng)倍流整流器相比，可直接應用于高壓型整流電路，無需在輸入端增加降壓變壓器進行降壓，既適用于常規(guī)的方波，又適用于正弦波、三角波、鋸齒波等交直流電源轉(zhuǎn)換，又能夠減少輸出電壓的紋波。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或技術方案，下面將對實施例或技術方案描述中所需要使用的附圖作簡單介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的較典型實施例結(jié)構(gòu)組成或電路圖的說明，對于本領域技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是傳統(tǒng)倍流整流器一種典型示意圖。

圖2是適用于高壓的單相光耦倍流型降壓整流器一種典型示意圖。

圖3是適用于高壓的單相光耦倍流型降壓整流器工作在正半周期導通路徑示意圖。

圖4是適用于高壓的單相光耦倍流型降壓整流器工作在負半周期導通路徑示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明技術組成、技術方案和實施例進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進一步說明。

如附圖1所示，是傳統(tǒng)倍流整流器一種典型示意圖。傳統(tǒng)倍流整流器若要實現(xiàn)降壓整流輸出的功能，通常要在交流輸入端增加降壓變壓器與之進行匹配，每半個工作周期的主要導通路徑是從降壓變壓器的二次側(cè)的一端出發(fā)，經(jīng)電感、輸出負載、其中的一個二極管，再回到降壓變壓器的二次側(cè)的另一端，此時從簡化的定量關系上來看，輸出電壓等于降壓變壓器的二次側(cè)的交流輸入電壓減去電感上的壓降與二極管的壓降，然而二極管的線性區(qū)較窄，其主要工作在開關區(qū)，因二極管的壓降很小，若忽略二極管的壓降，可以認為每半個工作周期的主要輸出電壓等于降壓變壓器二次側(cè)的交流輸入電壓減去電感上壓降。另外每半個工作周期均還有一個續(xù)流回路，還能夠減少和改善輸出電壓的紋波。

如附圖2所示，是適用于高壓的單相光耦倍流型降壓整流器一種典型示意圖，包括主電路模塊、同步降壓模塊和控制電路模塊三大部分；

（1）所述的主電路模塊包含兩個交流輸入端口、兩個直流輸出端口和一個主電路，其中兩個交流輸入端口分別為交流輸入端口AC_H-in1和交流輸入端口AC_H-in2，兩個直流輸出端口分別為直流輸出端口DC_OUT+和直流輸出端口DC_OUT-，進一步，主電路又由電感L1、電感L2、光電耦合器U1輸出部分和光電耦合器U2輸出部分組成，交流輸入端口AC_H-in1與光電耦合器U2輸出部分的發(fā)射極、電感L2的一端相連，電感L2的另一端與直流輸出端口DC_OUT+、電感L1的一端相連，電感L1的另一端與光電耦合器U1輸出部分的發(fā)射極、交流輸入端口AC_H-in2相連，光電耦合器U1輸出部分的集電極與光電耦合器U2輸出部分的集電極、直流輸出端口的DC_OUT-相連；

（2）所述的同步降壓模塊包含兩個交流輸入端口、兩個降壓的同步輸出端口和一個同步降壓電路，其中兩個交流輸入端口分別為交流輸入端口AC_L-in1和交流輸入端口AC_L-in2,兩個降壓的同步輸出端口分別為同步輸出端口SY_OUT1和同步輸出端口SY_OUT2，同步降壓電路由常規(guī)器件組成，其作用是保持主電路模塊的兩個交流輸入端口與同步降壓模塊的兩個同步輸出端口之間信號同步，并且降低其輸出電壓的幅值，用以匹配所述控制電路模塊的工作參數(shù)；

（3）所述的控制電路模塊包含兩個同步輸入端口和一個控制電路，其中兩個同步輸入端口分別為同步輸入端口SY_in1和同步輸入端口SY_in2，進一步，控制電路又由電阻R1、電阻R2、光電耦合器U1輸入部分和光電耦合器U2輸入部分組成，同步輸入端口SY_in1與電阻R1的一端和電阻R2的一端相連，同步輸入端口SY_in2與光電耦合器U1輸入部分的二極管陰極、光電耦合器U2輸入部分的二極管陽極相連，電阻R1的另一端和光電耦合器U1輸入部分的二極管陽極相連，電阻R2的另一端和光電耦合器U2輸入部分的二極管陰極相連；

（4）主電路模塊的交流輸入端口AC_H-in1、同步降壓模塊的交流輸入端口AC_L-in1與外接的交流輸入總線Line1相連，主電路模塊的交流輸入端口AC_H-in2、同步降壓模塊的交流輸入端口AC_L-in2與外接的交流輸入總線Line2相連，同步降壓模塊的同步輸出端口SY_OUT1與控制電路模塊的同步輸入端口SY_in1相連，同步降壓模塊的同步輸出端口SY_OUT2與控制電路模塊的同步輸入端口SY_in2相連，主電路模塊的直流輸出端口DC_OUT+與直流輸出端口DC_OUT-之間用于外接負載RL。

把外接的交流輸入總線Line1和外接的交流輸入總線Line2之間工作電壓的周期分為正半周期和負半周期兩大部分。

如附圖3所示，是適用于高壓的單相光耦倍流型降壓整流器工作在正半周期導通路徑示意圖，當工作在正半周期時，所述的同步降壓模塊輸入端只有一條導通路徑，同步降壓模塊輸出端與控制電路模塊之間也只有一條導通路徑，所述的主電路模塊有兩條導通路徑，其中同步降壓模塊輸入端的導通路徑是經(jīng)交流輸入總線Line1直至同步降壓模塊的交流輸入端口AC_L-in1、同步降壓模塊的內(nèi)部電路、同步降壓模塊的交流輸入端口AC_L-in2，再到交流輸入總線Line2，同步降壓模塊輸出端與控制電路模塊之間的導通路徑是同步輸出端口SY_OUT1、控制電路模塊的同步輸入端口SY_in1、電阻R1、光電耦合器U1輸入部分、同步輸入端口SY_in2、同步降壓模塊的同步輸出端口SY_OUT2、同步降壓模塊的內(nèi)部電路，再回到同步輸出端口SY_OUT1；

而主電路模塊的第一條導通路徑是經(jīng)外接的交流輸入總線Line1直至主電路模塊的交流輸入端口AC_H-in1、電感L2、直流輸出端口DC_OUT+、外接負載RL、直流輸出端口DC_OUT-、光電耦合器U1輸出部分和交流輸入端口AC_H-in2，再到外接的交流輸入總線Line2；主電路模塊的第二條導通路徑，主要是由電感L1經(jīng)前一個負半周期儲能后，在正半周期內(nèi)形成的續(xù)流回路，即從電感L1出發(fā)，經(jīng)過直流輸出端口DC_OUT+、外接負載RL、直流輸出端口DC_OUT-和光電耦合器U1輸出部分，再回到電感L1。

如附圖4所示，是適用于高壓的單相光耦倍流型降壓整流器工作在負周期導通路徑示意圖，當工作在負半周期時，所述的同步降壓模塊輸入端也只有一條導通路徑，同步降壓模塊輸出端與控制電路模塊之間也只有一條導通路徑，所述的主電路模塊也有兩條導通路徑，其中同步降壓模塊輸入端的導通路徑是經(jīng)交流輸入總線Line2直至同步降壓模塊的交流輸入端口AC_L-in2、同步降壓模塊的內(nèi)部電路、同步降壓模塊的交流輸入端口AC_L-in1，再到交流輸入總線Line1，同步降壓模塊輸出端與控制電路模塊之間的導通路徑是同步輸出端口SY_OUT2、控制電路模塊的同步輸入端口SY_in2、光電耦合器U2輸入部分、電阻R2、同步輸入端口SY_in1、同步降壓模塊的同步輸出端口SY_OUT1、同步降壓模塊的內(nèi)部電路，再回到同步輸出端口SY_OUT2；

而主電路模塊的第一條導通路徑是經(jīng)外接的交流輸入總線Line2直至主電路模塊的交流輸入端口AC_H-in2、電感L1、直流輸出端口DC_OUT+、外接負載RL、直流輸出端口DC_OUT-、光電耦合器U2輸出部分和交流輸入端口AC_H-in1，再到外接的交流輸入總線Line1；主電路模塊的第二條導通路徑，主要是由電感L2在前一個正半周期儲能后，在負半周期內(nèi)形成的續(xù)流回路，即從電感L2出發(fā)，經(jīng)過直流輸出端口DC_OUT+、外接負載RL、直流輸出端口DC_OUT-和光電耦合器U2輸出部分，再回到電感L2；另外，無論是工作在正半周期還是負半周期，直流輸出端口DC_OUT+的電壓高于直流輸出端口DC_OUT-的電壓，期間又均受益于電感L1和電感L2儲能與續(xù)流的作用，不僅實現(xiàn)了高壓單相整流功能，還實現(xiàn)了倍流整流功能，并且還能夠減少和改善輸出電壓的紋波。當工作在負半周期時，所述的同步降壓模塊輸入端也只有一條導通路徑，同步降壓模塊輸出端與控制電路模塊之間也只有一條導通路徑，所述的主電路模塊也有兩條導通路徑，其中同步降壓模塊輸入端的導通路徑是經(jīng)交流輸入總線Line2直至同步降壓模塊的交流輸入端口AC_L-in2、同步降壓模塊的內(nèi)部電路、同步降壓模塊的交流輸入端口AC_L-in1，再到交流輸入總線Line1，同步降壓模塊輸出端與控制電路模塊之間的導通路徑是同步輸出端口SY_OUT2、控制電路模塊的同步輸入端口SY_in2、光電耦合器U2輸入部分、電阻R2、同步輸入端口SY_in1、同步降壓模塊的同步輸出端口SY_OUT1、同步降壓模塊的內(nèi)部電路，再回到同步輸出端口SY_OUT2；

而主電路模塊的第一條導通路徑是經(jīng)外接的交流輸入總線Line2直至主電路模塊的交流輸入端口AC_H-in2、電感L1、直流輸出端口DC_OUT+、外接負載RL、直流輸出端口DC_OUT-、光電耦合器U2輸出部分和交流輸入端口AC_H-in1，再到外接的交流輸入總線Line1；主電路模塊的第二條導通路徑，主要是由電感L2在前一個正半周期儲能后，在負半周期內(nèi)形成的續(xù)流回路，即從電感L2出發(fā)，經(jīng)過直流輸出端口DC_OUT+、外接負載RL、直流輸出端口DC_OUT-和光電耦合器U2輸出部分，再回到電感L2；另外，無論是工作在正半周期還是負半周期，直流輸出端口DC_OUT+的電壓高于直流輸出端口DC_OUT-的電壓，期間又均受益于電感L1和電感L2儲能與續(xù)流的作用，不僅實現(xiàn)了高壓單相整流功能，還實現(xiàn)了倍流整流功能，并且還能夠減少和改善輸出電壓的紋波。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。倘若對本發(fā)明實施方式進行各種變形和修改，但尚在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，均應包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。