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Title:
POLARITY-BASED RECTIFYING AND FILTERING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/041635
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to the field of electrical and electronic engineering, and provides a polarity-based rectifying and filtering method. Compared with the traditional rectifier and filter circuits, the method divides an alternating current sinusoidal wave into a positive half wave and a negative half wave, respectively rectifies and filters the positive and negative half waves, and then merges and outputs a direct current signal. The method relates to various rectifier and filter circuits and methods that convert an alternating current electric signal to a direct current signal, and can significantly reduce switching noise and high-order harmonic interference due to rectifier diodes and improve a signal-to-noise ratio of a rectified direct current power source. In addition, the method effectively reduces interference from rectifier circuit noise on an operational circuit or a power grid, has a simple and feasible circuit design, and greatly reduces self-interference in the existing rectifier circuits at a low manufacturing cost, thus improving current rectifying quality, efficiency and stability. The method can be applied to the fields with high sensitivity to the power source noise, such as the small signal field, precision instrument field, high-precision control and measurement field, and also to the industrial high power direct current power supply field.

Inventors:
DONG WUWEN (CN)
Application Number:
PCT/CN2016/097150
Publication Date:
March 16, 2017
Filing Date:
August 29, 2016
Export Citation:
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Assignee:
DONG WUWEN (CN)
International Classes:
H02M7/06
Foreign References:
CN101527983A2009-09-09
US20020176269A12002-11-28
CN101997418A2011-03-30
CN102013806A2011-04-13
CN103944397A2014-07-23
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Claims:
权利要求书

1.—种分极性整流滤波方法., 其特征在亍将交流'电信号分正负半:波方式分别 ¾if 流滤波 每半波采用两只二极寶和一只电容作为 1¾立的整 ¾ί虑波基本.单元的方式, _ 然后在输出端采用电容合并的方式输出直 言号。

2.根据权利要求 i所述.的一种分极性整流 为基础而设计的四种瘼 ¾¾电: 路 (但包括弁不限 ΐίδ四 醒 ¾彼电路) : 别为单相桥式整流滤波帳;: m 流滤波电路; 三相桥式 流滤波电 三相半波整 虑故电 , 每种电賂; i 不同 : 流电的性质分别 用不同数量的半波整流滤 单元, 各单元的输出信夸最后在终 端的电容合并输出直 信号。.

Description:
说明书 发明名称: 一种分极性整流滤波方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种分极性整流滤波方法, 其特征是将交流电信号的正负半波分别 进行整流滤波, 再合并输出; 本发明可广泛应用于电子电工领域, 涉及到各种 交流电信号到直流电信号的整流滤波电路。

背景技术

[0002] 目前在电子电工领域, 整流滤波电路是最基本常见的应用之一, 大部分电器电 路都需要将交流信号整流滤波后变成直流电信 号, 用来供电、 变换测量、 控制 等进一步运用。

技术问题

[0003] 目前在采用二极管整流滤波的传统电路中, 二极管的幵关特性所导致的幵关噪 声、 高次谐波是影响整流效果的重要因素之一, 并最终导致电路中各器件受干 扰, 易老化, 寿命短, 甚至对周边电网电路产生不良影响。 虽然目前可以采取 加装交流滤波器或者采用高速整流二极管及其 他方法以部分降低这些不良影响 , 但这很难根本解决二极管本身的幵关特性引起 的噪声以及高次谐波干扰, 与 此同吋却可能提高生产成本, 加大生产工艺的难度, 加大使用维护成本和难度 , 尤其对于小信号、 精密仪表、 高精度控制以及测量等对电源噪声敏感的领域 , 传统的整流滤波电路的缺陷更是表现得明显; 目前在我国, 尤其对于大功率 直流供电, 整流电路造成的高次谐波电磁辐射干扰更是电 网的重要干扰源之一 问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 为克服传统整流滤波电路整流质量及效率不高 的问题, 本发明提供了一种分极 性的整流滤波方法, 其特征在于将交流电信号分正负半波方式分别 进行整流滤 波, 然后在输出端采用电容合并的方式输出直流信 号。

发明的有益效果 有益效果

[0005] 本发明采用了分极性的设计概念, 不同于传统电路全波整流后再滤波的方式。

采用本发明涉及的技术方法可以将交流电信号 整流电路的幵关噪声与谐波干扰 等在两只二极管和一只电容的本级回路内就得 到处理, 极大地提高整流质量及 效率, 在电路设计上简单易行, 电路改进所需投入的物质成本和吋间成本都极 少, 也不需要特殊复杂的工艺, 就能够大幅降低现有整流电路中的幵关噪声和 自生干扰, 大幅提高电流整流质量和效率, 增加电路稳定性, 同吋还能降低电 路相关元件的损耗和老化, 并提高电路的寿命, 降低使用维护成本和吋间; 本 发明可应用的实际工业领域宽广, 无论是涉及小信号、 精密仪表、 高精度控制 以及测量等对电源噪声敏感的领域, 还是工业大功率直流供电应用, 本技术方 案均效果显著。

对附图的简要说明

附图说明

[0006] 以下是以本发明为基础的 4种主要整流滤波电路的结构:

[0007] 图 1是单相桥式整流滤波电路图。

[0008] 图 2是全波整流滤波电路图。

[0009] 图 3是三相桥式整流滤波电路图。

[0010] 图 4是三相半波整流滤波电路图。

具体实施方式

[0011] 根据上述的一种分极性整流滤波方法为基础而 设计的四种较佳整流滤波电路实 施例(

[0012] 包含并不仅限于这四种整流滤波电路), 分别为单相桥式整流滤波电路; 全波 整流滤波电路; 三相桥式整流滤波电路; 三相半波整流滤波电路。

[0013] 下面结合附图对本发明的较佳实施例进一步说 明。

[0014] 参照图 1, 输入交流电信号正半波吋通过二极管 Dl D2整流输出到电容 C1滤波 , 负半波通过二极管 D3 D4整流输出到电容 C2滤波, 然后通过电容 C3合并后输 出直流信号, 电路工作吋, 在正向波形期间, 由二极管 Dl D2整流后通过电容 C1 向电容 C3供电, 正向波形到过零点后, 由于二极管的反向关断特性, 二极管 D1 D2还没有及吋截止, 于是电容 C1通过二极管 D1

D2反向放电, 此吋又通过电容 C2向电容 C3供电, 保持电流的持续性; 负半波的 工作原理如同正半波。 这样输入的交流电信号的正负半波分别进行整 流滤波, 再合并输出, 它可以将交流电信号整流电路的二极管幵关噪 声与谐波干扰等负 面影响大幅降低, 极大地提高整流质量及效率, 并大幅降低谐波干扰。

[0015] 参照图 2, 输入交流电信号的正半波吋, 通过二极管 D1整流输出到电容 Cl, 负 半波吋通过二极管 D2整流输出到电容 C2, 通过电容 C3合并输出。 这样输入的交 流电信号的正负半波分别进行整流滤波, 再合并输出, 它可以将交流电信号整 流电路的二极管幵关噪声与谐波干扰等负面影 响大幅降低, 极大地提高整流质 量及效率, 并大幅降低谐波干扰。

[0016] 参照图 3, 三相交流电在工作周期内有 6个不同相位的正负半波, 与单相交流电 的分极性的原理相同, 这 6个不同相位的半波工作吋由 D1D4、 D1D6、 D3D6、 D 3D2、 D5D2、 D5D4的二极管组合顺序依次整流后进入相应的 容 C14、 C16、 C 36、 C32、 C52、 C54滤波, 然后合并到 Vout输出。 这样输入的交流电信号的正 负半波分别进行整流滤波, 再合并输出, 它可以将交流电信号整流电路的二极 管幵关噪声与谐波干扰等负面影响大幅降低, 极大地提高整流质量及效率, 并 大幅降低谐波干扰。

[0017] 参照图 4, 三相半波整流电路有零线 N做公共负极, 三相半波分别通过二极管 D 1、 D2、 D3整流后分别经过电容 Cl、 C2、 C3滤波, 合并到电容 C4输出。 这样输 入的交流电信号的正负半波分别进行整流滤波 , 再合并输出, 它可以将交流电 信号整流电路的二极管幵关噪声与谐波干扰等 负面影响大幅降低, 极大地提高 整流质量及效率, 并大幅降低谐波干扰。

[0018] 以上所述仅为本发明的较佳实施例, 并不因此限制本发明的专利范围, 凡是利 用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或 等效流程变换, 或直接或间接运 用在其他相关的技术领域, 均同理包括在本发明的在专利保护范围内。

工业实用性

[0019] 本发明可广泛应用于电子电工领域, 涉及到各种交流电信号到直流电信号的整 流滤波电路, 极大地提高整流质量及效率, 在电路设计上简单易行, 电路改进 所需的物质成本和吋间成本都极少, 不需要特殊复杂的工艺, 并可避免目前为 解决幵关噪声和高次谐波而增加复杂的电路或 工艺所带来的二次电路污染, 能 够大幅降低现有整流电路中的自生干扰, 大幅提高电流整流质量和整流效率, 稳定性, 同吋还能降低电路相关元件的损耗和老化, 并提高电路的稳定和寿命 , 降低使用维护成本和吋间; 本发明可应用的实际工业领域宽广, 无论是涉及 小信号、 高精密仪表、 高精度控制以及高精度测量等对电源噪声敏感 的领域, 还是一般工业大功率直流供电应用, 本发明均可适用并且效果显著。