[發明專利]三相功率因素矯正電路及其提高功率因素的方法

在審

• 申請號: 201210129449.9
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN103378600A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 張佩佩
• 申請（專利權）人: 張佩佩
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種改善基于升壓(BOOST)電路的三相有源功率矯正電路的功率因素的方法，基于升壓(BOOST)電路的三相有源功率矯正電路包括A相升壓電感單元、B相升壓電感單元、C相升壓電感單元、三相整流單元、升壓電子開關單元、輸出整流單元、輸出電容單元，A相、B相、C相升壓電感單元作為升壓電路的儲能電感，分別與三相整流單元相串聯，該串聯電路分別連接到三相的三個輸入，三相整流單元將三相交流電壓整流成直流電壓，升壓電子開關單元包括1個或多個電子開關，并聯在三相整流單元與三相升壓電感單元串聯電路的輸出，輸出整流單元用于升壓電路的輸出整流，輸出電容單元用于輸出濾波和儲能，構成包括單開關升壓型、雙開關兩電平升壓型、雙開關三電平升壓型電路在內的基于升壓(BOOST)電路的非全解耦有源三相功率因素矯正電路，其特征是：A相、B相、C相升壓電感單元中至少有一個是可控電感；

所述的可控電感有兩種或以上的電感量狀態，不同的電感量狀態下電感量與電流的關系特性不同，通過其控制端可控制該可控電感處在不同的電感量狀態；

所述的可控電感的控制方法為：在該可控電感所在相的輸入相電壓與另外某一相輸入相電壓同時為正或同時為負的時間內，如果可控電感所在相的輸入相電壓絕對值小于該另外某一相的輸入相電壓絕對值，則通過其控制端控制該可控電感的電感量在部分或全部該時間小于該另一相的升壓電感量；如該可控電感所在相的輸入相電壓絕對值比該另一相輸入相電壓絕對值大，則通過其控制端控制該可控電感的電感量在部分或全部該時間大于該另一相的升壓電感量。

2.如權利要求1所述的改善基于升壓(BOOST)電路的三相有源功率因素矯正電路的方法，其特征是：所述的可控電感有兩種電感量狀態，直接或間接地檢測所述可控電感所在相的輸入相電壓實時值和三相輸入中至少一相的相電壓的峰值，比較這兩者的關系確定該可控電感的電感量控制目標；當該輸入相電壓實時值的絕對值比該峰值的絕對值的一半還小某一值時，控制該可控電感處于電感量較小的狀態，否則處于電感量較大的狀態。

3.一種基于升壓(BOOST)電路的有源三相功率因素矯正電路，包括A相升壓電感單元、B相升壓電感單元、C相升壓電感單元、三相整流單元、升壓電子開關單元、輸出整流單元、輸出電容單元，A相、B相、C相升壓電感單元作為升壓電路的儲能電感，分別與三相整流單元相串聯，該串聯電路分別連接到三相的三個輸入，三相整流單元將三相交流電壓整流成直流電壓，升壓電子開關單元包括1個或多個電子開關，并聯在三相整流單元與三相升壓電感單元串聯電路的輸出，輸出整流單元用于升壓電路的輸出整流，輸出電容單元用于輸出濾波和儲能，構成包括單開關升壓型、雙開關兩電平升壓型、雙開關三電平升壓型電路在內的基于升壓(BOOST)電路的非全解耦有源三相功率因素矯正電路，其特征是：還包括電感控制單元，而且A相、B相、C相升壓電感單元中至少有一個是可控電感；

所述的可控電感有兩種或以上的電感量狀態，不同的電感量狀態下電感量與電流的關系特性不同，通過其控制端可控制該可控電感處在不同的電感量狀態；

所述的電感控制單元檢測所述可控電感所在相的輸入相電壓在工頻周期的不同狀態，并根據該輸入相電壓狀態和該可控電感的控制特性輸出控制信號，該控制信號連接到該可控電感的控制端，控制該可控電感的電感量狀態，并且在該可控電感所在相的輸入相電壓與另外某一相輸入相電壓同時為正或同時為負的時間內，如果該可控電感所在相的輸入相電壓絕對值小于該另一相輸入相電壓絕對值，則控制該可控電感的電感量在部分或全部該時間小于該另一相的升壓電感量；如該可控電感所在相的輸入相電壓絕對值比該另一相輸入相電壓絕對值大，則控制該可控電感的電感量在部分或全部該時間大于該另一相的升壓電感量。

4如權利要求3所述的三相功率因素矯正電路，其特征是：所述的可控電感包括電流控制可變電感器，該電流控制可變電感器通過改變控制繞組的電流來改變電感的飽和程度，從而改變電感量。

5如權利要求3所述的三相功率因素矯正電路，其特征是，所述的可控電感包括第一電感、第二電感、切換電子開關，其連接方式或者為切換電子開關與第二電感串聯后再與第一電感并聯，或者為切換電子開關與第二電感并聯后再與第一電感串聯，或者為第二電感具有副邊繞組且其原邊與第一電感串聯而其副邊與切換電子開關并聯，切換電子開關的控制端作可控電感的控制端，通過控制切換電子開關的通斷來改變電感量。

6如權利要求5所述的三相功率因素矯正電路，其特征是：三相的三個升壓電感單元都是所述的可控電感，所述的可控電感有兩種電感量狀態。

7如權利要求6所述的三相功率因素矯正電路，其特征是：所述可控電感的電感量較大狀態的電感量是電感量較小狀態時的電感量的1.1倍到1.9倍。

8如權利要求5所述的三相功率因素矯正電路，其特征是：所述的切換電子開關包括2個串聯連接的電子開關構成雙向電子開關，所述的可控電感還包括切換電子開關的驅動供電電路，為切換電子開關的驅動提供電源；

所述的驅動供電電路包括第一單向導向部件、第二單向導電部件、限流部件、穩壓部件、濾波電容；該第一單向導向部件、第二單向導電部件使電流單向流動，該限流部件限制電流超過設定值，該穩壓部件限制電壓超過設定值，驅動供電電路通過濾波電容為所述的切換電子開關驅動提供電源；

所述的第一單向導電部件、第二單向導電部件的一端分別連接到所述切換電子開關的兩端，另一端連接在一起，并連接到所述的限流部件的一端，該限流部件的另一端連接到所述穩壓部件和所述濾波電容的一端，該穩壓部件和該濾波電容的另一端連接在一起，并連接到組成切換電子開關的兩個電子開關的連接點。

9如權利要求5至8之一所述的三相功率因素矯正電路，其特征是：所述的電感控制單元包括實時電壓檢測單元、峰值檢測單元、切換比較單元、可控電感驅動單元；

所述的實時電壓檢測單元檢測所述可控電感所在相的輸入相電壓的實時值VX，經過線性運算得到該相輸入相電壓實時采樣值VXS；

所述的峰值檢測單元檢測三相輸入中至少一相的輸入相電壓的峰值VY，經過線性運算得到峰值采樣值VYS；

所述的切換比較單元判斷所述的實時采樣值VXS與所述的峰值采樣值VYS的關系，輸出信號到所述的可控電感驅動單元，當所述輸入相電壓的實時值VX的絕對值比所述輸入相電壓的峰值VY的絕對值的一半還小某一值時，所述的可控電感驅動單元輸出該可控電感的切換電子開關的導通信號，否則輸出該可控電感的切換電子開關的關斷信號。

10如權利要求5至8之一所述的三相功率因素矯正電路，其特征是：所述可控電感的切換電子開關的至少一端分別通過單向導電部件連接到功率因素矯正電路的輸出的兩端，構成鉗位電路。