[發明專利]一種單級隔離型三相PFC變換器

有效

• 申請號: 201611261444.6
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106787860B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 趙一;榮強
• 申請（專利權）人: 杭州禾邁電力電子股份有限公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M3/335;H02M1/42
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

單級隔離型三相PFC變換器，包括輸入端電路和輸出端電路；輸入端電路由A相輸入電路、B相輸入電路、C相輸入電路、上母線電容(C1)及下母線電容(C2)；輸出端電路包括A相輸出電路、B相輸出電路、C相輸出電路、輸出電容(Co)。本發明僅用單級電路就實現了交流到直流轉換的電氣隔離，配合控制實現交流端單位功率因數的輸入與恒壓恒流恒功率的輸出。電路相比傳統兩級結構，電路器件少、結構簡單、高效可靠，并可大幅降低系統的體積和成本，控制系統簡單，動態特性好，適用于高壓直流UPS服務器電源和電動汽車直流充電的AC?DC隔離轉換場合。

技術領域

本發明涉及一種單級隔離型三相PFC變換器。

背景技術

傳統的UPS系統中，電網輸入通過AC-DC整流器與蓄電池相連，之后通過逆變器與靜態開關輸出。這樣的系統存在可靠性低、維護和擴容困難、風險大以及轉換效率低等缺點。高壓直流電源方案逐漸成為了系統的主流，這現隔離型交流-直流變換。近年來，電動汽車直流充電模塊電源系統發展迅速，該系統同樣用到隔離型交流-直流變換器，因此隔離型交流輸入直流輸出的整流器成為工業界研究的熱點。目前絕大部分整流器由兩級系統構成，前級為PFC電路，實現單位功率因素電能輸入并調節母線電壓，后級為DC-DC電路實現電氣隔離并調節控制輸出電壓與電流。

兩級電路結構復雜成本高。一方面元器件數量多增加了系統的成本并降低了系統的可靠性，另一方面存在兩套控制算法來控制電路級聯工作，控制復雜且難以滿足系統的動態性能。

發明內容

本發明要克服現有技術的上訴缺點，提供一種單級隔離型三相PFC變換器及其控制方法，結構簡單控制方便，保證了電氣隔離的同時實現了輸出的恒壓恒流控制和單位功率因數輸入。

本發明所述的單級隔離型三相PFC變換器，包括輸入端電路和輸出端電路。

所述的輸入端電路由A相輸入電路、B相輸入電路、C相輸入電路、上母線電容C1及下母線電容C2構成。

所述的A相輸入電路中，A相輸入電感La的第一端與A相輸電源相連，A相輸入電感La的第二端與A相輸入電容Ca第一端及A相變壓器第一電感La1第一端相連，A相變壓器第一電感La1第二端與A相第一開關管Sa1的源極、A相第四開關管Sa4的漏極及A相第三開關管Sa3的源極相連，A相第三開關管Sa3的漏極與A相第二開關管Sa2的漏極相連，A相第二開關管Sa2的源極與A相輸入電容Ca1的第二端、上母線電容C1的第二端及下母線電容C2的第一端相連，A相第一開關管Sa1的漏極與上母線電容C1的第一端相連，A相第四開關管Sa4的源極與下母線電容C2的第二端相連。

所述的B相輸入電路中，B相輸入電感Lb的第一端與B相輸電源相連，B相輸入電感Lb的第二端與B相輸入電容Cb第一端及B相變壓器第一電感Lb1第一端相連，B相變壓器第一電感Lb1第二端與B相第一開關管Sb1的源極、B相第四開關管Sb4的漏極及B相第三開關管Sb3的源極相連，B相第三開關管Sb3的漏極與B相第二開關管Sb2的漏極相連，B相第二開關管Sb2的源極與A相輸入電容Cb1的第二端、上母線電容C1的第二端及下母線電容C2的第一端相連，B相第一開關管Sb1的漏極與上母線電容C1的第一端相連，B相第四開關管Sb4的源極與下母線電容C2的第二端相連。

所述的C相輸入電路中，C相輸入電感Lc的第一端與C相輸電源相連，C相輸入電感Lc的第二端與C相輸入電容Cc第一端及C相變壓器第一電感Lc1第一端相連，C相變壓器第一電感Lc1第二端與C相第一開關管Sc1的源極、C相第四開關管Sc4的漏極及C相第三開關管Sc3的源極相連，C相第三開關管Sc3的漏極與C相第二開關管Sc2的漏極相連，C相第二開關管Sc2的源極與A相輸入電容Cc1的第二端、上母線電容C1的第二端及下母線電容C2的第一端相連，C相第一開關管Sc1的漏極與上母線電容C1的第一端相連，C相第四開關管Sc4的源極與下母線電容C2的第二端相連。

所述的輸出端電路由A相輸出電路、B相輸出電路、C相輸出電路、輸出電容Co及下構成。