一种双总线冗余架构下交流并联整流单元的制作方法

本技术涉及大功率开关电源，具体涉及一种双总线冗余架构下交流并联整流单元。

背景技术：

1、目前，电源模块内部的整流单元普遍采用桥式整流加功率因数校正（pfc）的结构。然而，在两台或多台此类电源模块并联工作，且其输入交流电压相位未能严格同步时，会暴露出显著的技术问题。由于相位差异，并联模块的整流桥在交流侧会形成电压差，并通过共用的中线（n线）产生环流。此环流会导致一台电源的整流桥被迫导通，消耗另一台电源的电能，从而成为其负载。这种现象带来一系列负面影响：首先，环流造成额外的能量损耗，降低了整个系统的转换效率；其次，持续的环流会使整流二极管等元件过热，缩短其使用寿命，甚至在极端情况下导致元件损坏；最后，负载不均还可能引起直流母线电压的波动，影响后续dc-dc转换器工作的稳定性，进而降低系统可靠性。

2、如图1所示，传统电源模块整流单元通常由输入防护模块、滤波模块、限流模块、桥式整流模块和功率因数校正模块依次连接构成。输入防护模块用于钳位浪涌电压，滤波模块进行噪声滤除，限流模块抑制开机冲击电流，桥式整流模块将交流电转换为直流馒头波，最后由pfc模块提升为稳定的高压直流电（如400v）。但这种传统架构本身无法解决因相位不同步引起的环流问题。

技术实现思路

1、本实用新型需要解决的技术问题是提供一种双总线冗余架构下交流并联整流单元，以解决现有整流单元在并联运行时因相位不同步导致的环流问题，从而提高系统可靠性和效率以及元器件寿命。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

3、一种双总线冗余架构下交流并联整流单元，包括沿市电输入方向依次连接的输入防护模块、滤波模块、限流模块和维也纳三电平模块；

4、所述输入防护模块包括与市电连接的浪涌防护网络，用于泄放浪涌电流；

5、所述滤波模块包括与浪涌防护网络输出端连接的输入滤波电路，用于滤除差模干扰和共模干扰；

6、所述限流模块包括与输入滤波电路输出端连接的限流电路，用于在初始上电时限制电流并在预设时间后将限流电路旁路；

7、所述维也纳三电平模块包括与限流电路输出端连接的维也纳三电平电路，用于将滤波、限流后的交流电转换为稳定的±400v高压直流电并避免并联工作时因相位不同步产生环流。

8、优选的，所述浪涌防护网络包括保险丝、压敏电阻和气体放电管；

9、所述保险丝串联接入市电输入火线的通路中；

10、所述压敏电阻为多个，且分别并联在保险丝后端的火线与零线之间，且各压敏电阻还分别并联有一个均压电阻；

11、所述气体放电管为两个，且分别连接在火线和大地之间以及零线和大地之间。

12、优选的，所述输入滤波电路包括共模电感、x电容和y电容；

13、所述共模电感为两个并依次串联在浪涌防护网络后方的火线与零线通路中；

14、所述x电容为三个且并联在火线与零线之间，并分布于所述共模电感的输入端、输出端以及两级共模电感之间；

15、所述y电容为六个，分别连接在输入滤波电路的输入侧火线与大地之间和零线与大地之间、第二级共模电感的输入侧火线与大地之间和零线与大地之间以及输入滤波电路的输出侧火线与大地之间和零线与大地之间。

16、优选的，所述限流电路包括限流电阻、旁路继电器、火线输出端子和零线输出端子；

17、所述限流电阻串联在输入滤波电路的火线输出通路中，且限流电阻为多个电阻并联组成；

18、所述旁路继电器与限流电阻并联，且旁路继电器的控制线圈两端并联有续流二极管和rc吸收电容；

19、所述火线输出端子电气连接至限流电阻与旁路继电器的公共输出节点；

20、所述零线输出端子电气连接至输入零线。

21、优选的，所述维也纳三电平电路包括pfc电感、开关网络、上二极管、下二极管、第一滤波电容、第二滤波电容、第一rc尖峰吸收网络、第二rc尖峰吸收网络和第三rc尖峰吸收网络；

22、所述pfc电感的一端连接限流电路的输出火线，pfc电感的另一端为一个公共连接点；

23、所述开关网络由两个串联的开关管构成并连接在公共连接点与地之间；所述第三rc尖峰吸收网络并联在开关网络的两端；

24、所述上二极管的阳极连接至公共连接点，上二极管的阴极连接至+400v直流母线；所述第一滤波电容连接在+400v直流母线与地之间；所述第一rc尖峰吸收网络并联在上二极管的两端；

25、所述下二极管的阴极连接至公共连接点，下二极管的阳极连接至-400v直流母线；所述第二滤波电容连接在-400v直流母线与地之间；所述第二rc尖峰吸收网络并联在下二极管的两端。

26、由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

27、本实用新型可根本性消除环流：通过设置的维也纳三电平电路，不但可产生稳定的±400v高压直流电，还可从电路结构上避免反向电流的产生，彻底解决并联系统中的环流问题，显著提高了系统效率和稳定性。

28、本实用新型可靠性高：消除了因环流导致的元器件过热和损坏风险，同时，rc尖峰吸收网络有效抑制了开关尖峰电压，进一步延长了电源模块的使用寿命。

29、本实用新型电压应力低：三电平结构使开关管和二极管等元器件承受的电压应力减半，有利于选用成本更低、性能更优的器件，降低了成本和损耗。

30、本实用新型emi性能优异：多级输入滤波电路与三电平拓扑本身具有的低噪声特性相结合，使系统电磁兼容性（emc）表现更佳。

1.一种双总线冗余架构下交流并联整流单元，其特征在于：包括沿市电输入方向依次连接的输入防护模块、滤波模块、限流模块和维也纳三电平模块；

2.根据权利要求1所述的一种双总线冗余架构下交流并联整流单元，其特征在于：所述浪涌防护网络包括保险丝、压敏电阻和气体放电管；

3.根据权利要求1所述的一种双总线冗余架构下交流并联整流单元，其特征在于：所述输入滤波电路包括共模电感、x电容和y电容；

4.根据权利要求1所述的一种双总线冗余架构下交流并联整流单元，其特征在于：所述限流电路包括限流电阻、旁路继电器、火线输出端子和零线输出端子；

5.根据权利要求1所述的一种双总线冗余架构下交流并联整流单元，其特征在于：所述维也纳三电平电路包括pfc电感、开关网络、上二极管、下二极管、第一滤波电容、第二滤波电容、第一rc尖峰吸收网络、第二rc尖峰吸收网络和第三rc尖峰吸收网络；