專利名稱：：大功率電源設備的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及電源設備，尤其涉及內(nèi)含突波吸收的大功率電源設備。
背景技術：
：電網(wǎng)中的諧波電流，對用電設備和電網(wǎng)本身都會造成很大的危害，世界許多國家都發(fā)布了限制電網(wǎng)諧波的國家標準，特別是采用不可控整流的大功率電源設備對電網(wǎng)的污染尤為嚴重。因此，在此類電源設備中，通常在不可控整流后的直流母線中串接直流電抗器以減少電流諧波對電網(wǎng)的污染以及改善功率因子。參照圖1，圖1繪示了現(xiàn)有的大功率電源設備的電路結構圖。如圖1所示，大功率電源設備100，耦接一三相(R、S、T)電網(wǎng)(未繪示)，包括一前置突波吸收裝置110、一整流電路120、一直流電抗器L1及一濾波電容C115前置突波吸收裝置110，耦接于三相電網(wǎng)，包括一相-相突波吸收電路111及一相-地突波吸收電路112。相-相突波吸收電路111由三個壓敏電阻Ru1、Ru2及Ru3構成“角型”以吸收三相電網(wǎng)中的各“相-相”間的突波；相-地突波吸收電路112由構成“星型”的三個壓敏電阻Ru4、Ru5及Ru6與壓敏電阻Ru7所組成，用以吸收三相電網(wǎng)中的“相-地”間的突波。整流電路120，耦接于三相電網(wǎng)，用以將三相電網(wǎng)所提供的交流電轉為直流電，其包括整流二極管01、02、03、04、1)5及06。直流電抗器L1-接于整流電路120，即串接在整流電路的直流側的直流母線中，可以用來抑制整流電路120所產(chǎn)生的沖擊電流的幅值。濾波電容C1，耦接于整流電路120，用以對整流電路120所產(chǎn)生的直流信號進行過濾，以去除干擾信號，從而使得大功率電源設備100輸出電壓V。，此電壓V?？梢杂靡越o負載提供所需電壓。在此大功率電源設備100中，雖然可以通過前置突波吸收裝置110吸收三相電網(wǎng)所產(chǎn)生的突波，但是，當三相電網(wǎng)所提供的電壓較大時，對應的第一、第二突波吸收電路中壓敏電阻的工作電壓較大，將導致突波經(jīng)過突波吸收裝置110后仍會有較大殘壓突波輸入整流電路120中，此殘壓突波會在直流電抗器L1上產(chǎn)生一個較大的瞬時感應電壓\，而此感應電壓\將可能導致?lián)舸┱麟娐?20中的整流二極管。此外，由于整流電路120中所采用的整流元件是不可控閥器件，如整流二極管，當電源開關開啟時，整流電路120的輸出本身也會產(chǎn)生突波，同理，此突波也將導致直流電抗器產(chǎn)生感應電壓八，此感應電壓\將有可能反向擊穿整流電路120中的整流二極管。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，本領域相關技術人員則在整流電路120的直流側并聯(lián)一個鉗位組件，如壓敏電阻或鉗位二極管。參照圖2，圖2繪示了現(xiàn)有的大功率電源設備的另一電路結構圖。如圖2所示，大功率電源設備100中，在整流電路120的直流側并聯(lián)了一個壓敏電阻Ru8。但是，當沒有雷擊或開關啟動時所產(chǎn)生的突波時，直流母線電壓將很大，從而使得所配置的壓敏電阻Ru8的工作電壓需很大，由于壓敏電阻自身的特性，其殘壓更加大。因此，當雷擊或開關啟動產(chǎn)生突波時，壓敏電阻Ru8所能吸收的的突波有限，進而達不到鉗位保護效果。而鉗位二極管因耐沖擊電流較小，常因沒有辦法承受雷擊或開關突波沖擊而損壞。有鑒于此，如何設計一種大功率電源設備，以便既能改善電流諧波對電網(wǎng)的污染與改善功率因子，還能不損壞其整流電路中的元器件，是業(yè)內(nèi)相關技術人員亟待解決的一項技術問題。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種大功率電源設備，包括一整流電路，用以將交流轉換為直流；一直流電抗器，串接于整流電路的直流側，用以改善電流波形；以及一突波吸收裝置，耦接于直流電抗器的兩端，與直流電抗器相并聯(lián)；其中，當直流電抗器因整流電路直流側的突波產(chǎn)生與整流電路的直流側電流流向相反的一感應電壓時，突波吸收裝置開啟將直流電抗器產(chǎn)生的感應電壓鉗位在一安全電壓范圍內(nèi)。在本發(fā)明的一實施方式中，當所述直流電抗器未產(chǎn)生所述感應電壓時，所述突波吸收裝置關閉且呈高阻狀態(tài)。在本發(fā)明的一實施方式中，突波吸收裝置為一壓敏電阻。在本發(fā)明的一實施方式中，整流電路為一三相不可控橋式整流電路，三相不可控橋式整流電路由不可控閥器件構成。在本發(fā)明的一實施方式中，不可控閥器件為整流二極管。在本發(fā)明的一實施方式中，還包含一前置突波吸收裝置，耦接于交流源與所述整流電路之間，用以吸收來自交流源的突波電壓；在本發(fā)明的一實施方式中，所述前置突波吸收裝置包括一相-相突波吸收電路，用以吸收所述三相電網(wǎng)每兩相間的突波電壓，包括一第一壓敏電阻，耦接于所述三相電網(wǎng)的第一相與第二相之間，用以吸收所述三相電網(wǎng)的第一相與第二相之間的突波電壓；一第二壓敏電阻，耦接于所述三相電網(wǎng)的第二相與第三相之間，用以吸收所述三相電網(wǎng)的第二相與第三相之間的突波電壓；以及一第三壓敏電阻，耦接于所述三相電網(wǎng)的第一相與第三相之間，用以吸收所述三相電網(wǎng)的第一相與第三相之間的突波電壓。在本發(fā)明的一實施方式中，前置突波吸收裝置還包括一相-地突波吸收電路，用以吸收所述三相電網(wǎng)的各相與接地線間的突波電壓，包括一第四壓敏電阻，其一端耦接于所述三相電網(wǎng)的第一相，另一端耦接于一第一節(jié)占.^\\\一第五壓敏電阻，其一端耦接于所述三相電網(wǎng)的第二相，另一端耦接于所述第一節(jié)占.I—/、、、一第六壓敏電阻，其一端耦接于所述三相電網(wǎng)的第三相，另一端耦接于所述第一節(jié)點；以及一第七壓敏電阻，其一端耦接于所述第一節(jié)點，另一端耦接于所述三相電網(wǎng)的接地線。在本發(fā)明的一實施方式中，大功率電源設備，還包括一母線電容，該母線電容跨接于整流電路的直流側輸出兩端，并聯(lián)的突波吸收裝置和直流電抗器設于母線電容與整流電路之間。。在本發(fā)明的一實施方式中，包括一負載，負載兩端分別耦接于母線電容兩端。在本發(fā)明的一實施方式中，所述大功率電源設備適用于通訊電源、直流充電站或UPS(UninterruptablePowerSystem，不間斷電源。綜上，本發(fā)明所提出的電源設備，具有直流電抗器及與其并聯(lián)的突波吸收裝置，采用突波吸收裝置將直流電抗器所產(chǎn)生的感應電壓鉗位在一安全電壓范圍內(nèi)，從而可以避免因直流電抗器所產(chǎn)生的感應電壓而導致整流電路中的元器件損壞的情形出現(xiàn)。圖1繪示了現(xiàn)有的電源設備的電路結構圖；圖2繪示了現(xiàn)有的電源設備的另一電路結構圖；圖3繪示了本發(fā)明一實施方式的電源設備的電路結構圖。具體實施例方式以下將以附圖及詳細說明來清楚闡釋本發(fā)明的實施方式，為簡化附圖起見，一些已知慣用的結構與組件在附圖中將以簡單示意的方式繪示。參照圖3，圖3繪示了本發(fā)明一實施方式的大功率電源設備的電路結構圖。如圖3所示，大功率電源設備300，耦接于一交流源(未繪示)，并給負載(未繪示)提供所需直流電壓。需說明的是，本實施方式中，大功率電源設備300，泛指能夠給負載提供所需電壓的設備，如開關電源、大型充電器(站)、不間斷電源(UPQ及馬達驅動器等類似設備，但不以此為限。在本實施方式中，交流源可以是三相電網(wǎng)，但不以此為限，在其它一些實施方式中，也可以是其他類型的交流源。如圖3所示，大功率電源設備300包括整流電路320、直流電抗器330及突波吸收裝置340。其中，整流電路320，耦接于一交流源，用以將交流轉換為直流。直流電抗器330，串接于整流電路320的直流側，用以減少整流電路320直流側的諧波，改善整流電路320所輸出的電流波形。突波吸收裝置；340，耦接于直流電抗器330的兩端，與直流電抗器330相并聯(lián)。整流電路320，其為三相不可控橋式整流電路，由不可控閥器件所構成其整流橋臂。直流電抗器330通常是串接在不可控整流器直流側的輸出端，在其他實施例中不排除直流電抗器330使用于其他類型的整流器的直流側。在本實施方式中，不可控閥器件可以為整流二極管。在本實施方式中，整流電路320具體可以包括一第一整流二極管D1、一第二整流二極管D2、一第三整流二極管D3、一第四整流二極管D4、一第五整流二極管D5及一第六整流二極管D6。其中，第一整流二極管D1與第二整流二極管耦接于三相電網(wǎng)的R相，第三整流二極管D3與第四整流二極管D4耦接于三相電網(wǎng)的S相，第五整流二極管D5與第六整流二極管D6耦接于三相電網(wǎng)的T相。在本實施方式中，當整流電路320的直流側所輸出的直流電壓存在突波時，導致此突波產(chǎn)生的原因可以是，比如交流源中所輸出的突波所引起，例如雷擊，或者整流電路320內(nèi)部開關元件所引起，此突波會使直流感抗器330產(chǎn)生較大的感應電壓\，此感應電壓Vl的方向與整流電路320的直流側輸出的電流方向相反，同時會產(chǎn)生一較大的瞬間感應電流，此時，突波吸收裝置340開啟，并且將直流電抗器330兩端電壓鉗位在一安全電壓范圍內(nèi)，同時可以通過較大的沖擊電流，避免直流電抗器330兩端產(chǎn)生的較大的感應電壓造成整流電路320中整流二極管的損傷。當直流電抗器330未因突波產(chǎn)生較大的感應電壓時，則突波吸收裝置340未開啟，呈高阻狀態(tài)，即通過電流近似為零。因此，突波吸收裝置340的工作電壓應小于或等于安全范圍電壓，同時小于整流電路320中整流二極管反向擊穿電壓。對于大功率的不可控整流電路而言，該突波吸收裝置340應能承受較大的瞬間電流。在本實施方式中，突波吸收裝置340為壓敏電阻Ru9。整流電路320的直流側輸出的直流電壓的突波使直流電抗器L1上產(chǎn)生和整流電路320中的整流二極管反向的瞬時感應電壓\，與直流電抗器L1并聯(lián)的壓敏電阻Ru9開啟，把產(chǎn)生的瞬時感應電壓\鉗位在一安全范圍內(nèi)，同時通過較大的瞬間電流，進而防止整流電路320中的整流二極管被反向擊穿。在其他實施方式中，突波吸收裝置340可為鉗位二極管，然而鉗位二極管耐沖擊電流較小，會存在使用壽命的問題。因此，突波吸收裝置340不局限于壓敏電阻，只要在直流電抗器因突波兩端產(chǎn)生異常感應電壓時，突波吸收裝置340開啟且可承受大的瞬間電流的電子元件均可。相對于傳統(tǒng)將壓敏電阻跨接在不可控整流器直流側兩輸出端的設備而言，本實施方式的壓敏電阻Ru9因其直接并接在直流電抗器330兩端，其工作電壓低，其殘壓也將很低，因此具有好的突波吸收效果。在本實施方式中，可以使用最大工作電壓小且最大沖擊電流達到數(shù)千安以上的壓敏電阻Ru9。因此本實施方式中突波吸收裝置選用壓敏電阻具有體積小、價格便宜、容易實現(xiàn)的特點。如圖3所示，在本實施方式中，較佳地，大功率電源設備300還可以包括一前置突波吸收裝置310，耦接于三相電網(wǎng)，用以吸收來自三相電網(wǎng)的突波；前置突波吸收裝置310，耦接于三相(R、S、T)電網(wǎng)(未繪示)，包括一相-相突波吸收電路311及一相-地突波吸收電路312。相-相突波吸收電路311，用以吸收三相電網(wǎng)每兩相間的突波，由三個壓敏電阻，即第一壓敏電阻Rul、第二壓敏電阻Ru2及第三壓敏電阻Ru3，構成“角型”以吸收三相電網(wǎng)中的各“相-相”間的突波。具體地說，第一壓敏電阻Rul耦接于三相電網(wǎng)的第一相R相與第二相S相之間，用以吸收三相電網(wǎng)的R相與S相之間的突波；第二壓敏電阻Ru2，耦接于三相電網(wǎng)的第二相S相與第三相T相之間，用以吸收三相電網(wǎng)的S相與T相之間的突波；第三壓敏電阻Ru3，耦接于三相電網(wǎng)的第一相R相與第三相T相之間，用以吸收三相電網(wǎng)的R相與T相之間的突波。相-地突波吸收電路312，用以吸收三相電網(wǎng)的各相與接地線(PE線)間的突波，由構成“星型”的三個壓敏電阻與另一壓敏電阻所組成，即由第四壓敏電阻Ru4、第五壓敏電阻Ru5、第六壓敏電阻Ru6與第七壓敏電阻Ru7所組成。具體地說，第四壓敏電阻Ru4，其一端耦接于三相電網(wǎng)的第一相R相，另一端耦接于一第一節(jié)點N1；第五壓敏電阻Ru5，其一端耦接于三相電網(wǎng)的第二相S相，另一端耦接于第一節(jié)點N1；第六壓敏電阻Ru6，其一端耦接于三相電網(wǎng)的第三相T相，另一端耦接于第一節(jié)點N1；以及一第七壓敏電阻Ru7，其一端耦接于第一節(jié)點N1，另一端耦接于三相電網(wǎng)的PE線，并接地。在本實施方式中，大功率電源設備300還可以包括一母線電容350，母線電容350跨接于整流電路320的直流側輸出兩端。直流電抗器330及與其并聯(lián)的突波吸收裝置340設于母線電容350與整流電路320之間。該母線電容350可有效減小該大功率電源設備300為負載提供的直流電壓的紋波。綜上，本發(fā)明所提出的大功率電源設備，具有直流電抗器及與其并聯(lián)的突波吸收裝置，采用突波裝置將直流電抗器所產(chǎn)生的感應電壓鉗位在一安全電壓范圍內(nèi)，從而可以避免因直流電抗器所產(chǎn)生的感應電壓而導致整流電路中的元器件損壞的情形出現(xiàn)。上文中，參照附圖描述了本發(fā)明的具體實施方式。但是，本領域中的普通技術人員能夠理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以對本發(fā)明的具體實施方式作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本發(fā)明權利要求書所限定的范圍內(nèi)。權利要求1.一種大功率電源設備，其特征在于，包括一整流電路，用以將一交流轉換為一直流；一直流電抗器，串接于所述整流電路的直流側，用以改善所述電流波形；以及一突波吸收裝置，耦接于所述直流電抗器的兩端，與所述直流電抗器相并聯(lián)；其中，當所述直流電抗器因所述整流電路直流側的突波而產(chǎn)生與所述整流電路的直流側電流流向相反的一感應電壓時，所述突波吸收裝置開啟將所述直流電抗器產(chǎn)生的感應電壓鉗位在一安全電壓范圍內(nèi)。2.根據(jù)權利要求1所述的大功率電源設備，其特征在于，當所述直流電抗器未產(chǎn)生與所述整流電路直流側電流方向相反的感應電壓時，所述突波吸收裝置關閉且呈高阻狀態(tài)。3.根據(jù)權利要求1所述的大功率電源設備，其特征在于，所述突波吸收裝置為一壓敏電阻。4.根據(jù)權利要求1所述的大功率電源設備，其特征在于，所述整流電路為一三相不可控橋式整流電路，所述三相不可控橋式整流電路由不可控閥器件構成。5.根據(jù)權利要求4所述的大功率電源設備，其特征在于，所述不可控閥器件為整流二極管。6.根據(jù)權利要求1所述的大功率電源設備，其特征在于，還包含一前置突波吸收裝置，耦接于所述整流電路與一交流源之間三相電網(wǎng)與所述整流電路之間，用以吸收來自所述交流源的突波電壓。7.根據(jù)權利要求6所述的大功率電源設備，其特征在于，所述前置突波吸收裝置包括一相-相突波吸收電路，用以吸收所述三相電網(wǎng)每兩相間的突波電壓，包括一第一壓敏電阻，耦接于所述三相電網(wǎng)的第一相與第二相之間，用以吸收所述三相電網(wǎng)的第一相與第二相之間的突波電壓；一第二壓敏電阻，耦接于所述三相電網(wǎng)的第二相與第三相之間，用以吸收所述三相電網(wǎng)的第二相與第三相之間的突波電壓；以及一第三壓敏電阻，耦接于所述三相電網(wǎng)的第一相與第三相之間，用以吸收所述三相電網(wǎng)的第一相與第三相之間的突波電壓。8.根據(jù)權利要求7所述的大功率電源設備，其特征在于，所述前置突波吸收裝置還包括一相-地突波吸收電路，用以吸收所述三相電網(wǎng)的各相與接地線間的突波電壓，包括一第四壓敏電阻，其一端耦接于所述三相電網(wǎng)的第一相，另一端耦接于一第一節(jié)點；一第五壓敏電阻，其一端耦接于所述三相電網(wǎng)的第二相，另一端耦接于所述第一節(jié)點；一第六壓敏電阻，其一端耦接于所述三相電網(wǎng)的第三相，另一端耦接于所述第一節(jié)點；以及一第七壓敏電阻，其一端耦接于所述第一節(jié)點，另一端耦接于所述三相電網(wǎng)的接地線。9.根據(jù)權利要求1所述的大功率電源設備，其特征在于，還包括一母線電容，所述母線電容跨接于所述整流電路的直流側輸出兩端，所述并聯(lián)的突波吸收和直流電抗器設于所述母線電容與所述整流電路之間。10.根據(jù)權利要求1所述的大功率電源設備，其特征在于，所述大功率電源設備適用于通訊電源、直流充電站或UPS(UninterruptablePowerSystem，不間斷電源)。全文摘要本發(fā)明提出了一種大功率電源設備，包括一整流電路，用以將交流轉換為直流；一直流電抗器，串接于整流電路的直流側，用以改善電流波形；以及一突波吸收裝置，耦接于直流電抗器的兩端，與直流電抗器相并聯(lián)；其中，當直流電抗器因整流電路直流側的突波產(chǎn)生與整流電路的直流側電流流向相反的一感應電壓時，突波吸收裝置開啟將直流電抗器產(chǎn)生的感應電壓鉗位在一安全電壓范圍內(nèi)。本發(fā)明所提出的大功率電源設備，采用突波吸收裝置將直流電抗器所產(chǎn)生的感應電壓鉗位在一安全電壓范圍內(nèi)，從而可以避免因直流電抗器所產(chǎn)生的感應電壓而導致整流電路中的元器件損壞的情形出現(xiàn)。文檔編號H02M1/14GK102412573SQ20111036523公開日2012年4月11日申請日期2011年11月17日優(yōu)先權日2011年11月17日發(fā)明者羅證嘉,董自信,馬書叁申請人:中達光電工業(yè)(吳江)有限公司,臺達電子企業(yè)管理(上海)有限公司