[實用新型]一種大功率三相有源功率校正電路

有效

• 申請號: 201320884464.4
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN203691227U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 孫強;姚志鴻;陳桂濤;孫向東;黃西平
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本實用新型屬于電力電子設備技術領域，用于需要功率因數校正的工業大功率場合，具體涉及一種大功率三相有源功率校正電路。

背景技術

功率因數校正(Power?Factor?Correction，PFC)技術可以解決傳統整流設備輸入電流諧波含量高、功率因數較低等問題。工業場合大功率（一般幾千瓦以上）的電氣設備，主要采用三相供電輸入，傳統的大功率電氣設備以二極管或晶閘管整流濾波后直接用于后級負載，產生大量的諧波，不能滿足入網要求。為此以現代電力電子技術為基礎的三相有源功率因數校正技術（Active?Power?Factor?Correction，APFC）被越來越廣泛地應用。

三相APFC主電路拓撲主要可分為三相單開關、三相三開關及三相六開關等。三相單開關功率因數校正電路由于電路簡單、開關器件少和成本低等優點，在工業場合有著重要的實際應用價值。目前三相單開關有源功率因數校正主要采用的是基于BOOST電感電流斷續模式（DCM）下的三相有源功率因數校正。

在專利號為CN00136053.1名稱為《三相單開關功率因素校正升壓變換器》中，提出了一種三相單開關功率因數校正升壓變換器。該功率因數校正結構可以使功率因數滿足諧波標準，但其電感電流工作在斷續模式（DCM），磁芯利用率低，變換器的功率，只能達到5kW，變換器功率受到限制。

在論文《高功率因數三相單管Boost?PFC變換器》中，提出了一種三相單管Boost?PFC變換器。該Boost?PFC變換器采用了一種新的變占空比控制方法，降低了輸入電流諧波，功率因數接近單位功率因數，但其仍然工作在DCM，只適用于中低功率場合。

而三相單開關APFC工作在電流連續模式（CCM）下還未見有相關報道。雖然在單相單開關APFC工作在電流連續模式下的相關技術已經有較多應用，單相APFC很容易實現CCM模式下的APFC，但由于三相APFC的三相輸入之間存在相間耦合關系，使得控制復雜，三相APFC技術遇到了新的控制難度和復雜度。

CCM模式的單相APFC應用于三相APFC，已經出現的方案有三單相、準三相。三單相方案是將三個完全獨立的CCM模式的單相APFC電源組成一個三相APFC電源，三單相方案簡單實用、性能優良，但是三單相方案的成本較高、元器件較多。準三相方案是一個前置準三相APFC加一個后置DC/DC，其中準三相APFC由三個獨立CCM模式的單相APFC組合而成，后置DC/DC只有一個，準三相比三單相方案元器件少，但是準三相方案存在相間耦合，功率因數校正不如三單相方案。所以，上述的結構在CCM模式的單相APFC和三相單開關APFC，還是不能滿足變換器功率因數達到入網標準的同時適用于大功率的要求。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種大功率三相有源功率校正電路，解決了現有結構在CCM模式的單相APFC和三相單開關APFC，均不能滿足變換器功率因數達到入網標準的同時適用于大功率的要求的問題。

本實用新型所采用的技術方案是，.一種大功率三相有源功率校正電路，包括三相不控整流橋，三相不控整流橋輸入端與AC380V三相交流電分別對應連接，三相不控整流橋的正極連接有電感L，電感L一路通過開關管S與三相不控整流橋的負極連接，電感L另一路依次通過二極管D和電容C與三相不控整流橋的負極連接，電容C另外并聯有負載。

本實用新型的大功率三相有源功率校正電路，其特點還在于：

三相不控整流橋正極輸出端稱為X點，二極管D與電容C之間的節點稱為Y點，三相不控整流橋負極輸出端稱為Z點，Z點通過電阻R后與接地端連接，整體結構為，X點同時與零點檢測與峰值檢測輸入端連接，零點檢測的輸出端和峰值檢測的輸出端同時與波形生成連接，波形生成與控制單元第一輸入端連接；Y點與輸出電壓檢測連接，輸出電壓檢測通過點阻濾波與控制單元第二輸入端連接；Z點與電感電流檢測連接，電感電流檢測通過濾波模塊與控制單元第三輸入端連接，控制單元輸出端與驅動模塊連接，驅動模塊的輸出端與開關管S連接。

本實用新型的有益效果是，采用三相單開關功率因數校正升壓變換器，相對于三相多開關功率因數校正升壓變換器，這種拓撲結構硬件電路簡單、控制靈活、成本較低；升壓變換器工作在CCM模式，相對于工作在DCM模式的變換器，功率因數校正后能使功率因數達到0.93以上，滿足工業大功率設備的入網要求。

附圖說明

圖1為本實用新型的APFC基本電路結構示意圖；

圖2為本實用新型的APFC實施例電路結構示意圖；