[發明專利]一種基于IGBT模塊的單電感無橋APFC電路

有效

• 申請號: 201710718326.1
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107294371B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 楊振睿;楊喜軍;盧廣震;徐劍;金琪;朱真;汪傳毅;王斌;周鑫;何正宇;蔡斌;石英超;顧曉鳴;葉志剛;金皓純;鐘鳴;趙瑞;劉燁;曹蕓;楊波;李文雯;戴嶺;金偉;陳震;解蕾;徐剛
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 屠軼凡

本發明公開了一種基于IGBT模塊的單電感無橋APFC電路,包括交流濾波電容C1、第一IGBT模塊S1、第二IGBT模塊S2、電感L、第一功率二極管D1、第二功率二極管D2、第三功率二極管D3、第四功率二極管D4、直流濾波電容E1、第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2；第一功率二極管D1的正極、交流濾波電容C1的第一端部以及第一IGBT模塊S1的集電極連接電源火線；第四功率二極管D4的正極、交流濾波電容C1的第二端部以及第二IGBT模塊S2的集電極連接電源零線；第一IGBT模塊S2的發射極，和電感L的第一端部以及第二功率二極管D2的負極連接；第二IGBT模塊S2的發射極，和電感L的第二端部以及第三功率二極管D3的負極連接。

技術領域

本發明涉及單相功率因數校正領域的一種基于IGBT模塊的單電感無橋APFC電路。

背景技術

在單相電網中采用不控整流橋和電解電容作為前級電路的電力電子變換器，不論后級連接何種阻抗性質的負載，均屬于非線性負載，對電網產生諧波電流污染，不能滿足IEC?61000-3-2和IEC?61000-3-1中規定的諧波電流限值，而且網側功率因數偏低，為此必須采用功率因數校正措施。

然而，傳統無橋功率因數校正器必須使用兩個電感,電流流向有不確定性,低頻二極管和IGBT模塊內二極管可能同時導通,增加了不穩定因素，且雙電感拓撲成本高，所占體積較大。因此，需要找尋一種單電感無橋單相功率因數校正電路來解決這些問題。

經過對無橋功率因數校正器的現有技術的檢索，比如《電氣應用》2015年第8期公開的文獻《單相無橋功率因數校正器的分析與設計》提出一種無環流型單相無橋APFC采用單周期控制，但是該電路與傳統無橋APFC一樣，均為雙電感電路，成本較高，所占空間較大，不滿足現在功率因數校正器的發展方向。

綜合以上，對無橋功率因數校正器現有技術的檢索后發現，現有的電路均為雙電感結構，無法滿足現在實際應用的需求。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種基于IGBT模塊的單電感無橋APFC電路相比傳統無橋APFC電路，只采用一個電感，節省成本和在板空間，使得驅動電路設計更加方便。

實現上述目的的一種技術方案是：一種基于IGBT模塊的單電感無橋APFC電路,包括交流濾波電容C1、第一IGBT模塊S1、第二IGBT模塊S2、電感L、第一功率二極管D1、第二功率二極管D2、第三功率二極管D3、第四功率二極管D4、直流濾波電容E1、第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2；

第一功率二極管D1的正極、交流濾波電容C1的第一端部以及第一IGBT模塊S1的集電極連接電源火線；

第四功率二極管D4的正極、交流濾波電容C1的第二端部以及第二IGBT模塊S2的集電極連接電源零線；

第一IGBT模塊S2的發射極，和電感L的第一端部以及第二功率二極管D2的負極連接；

第二IGBT模塊S2的發射極，和電感L的第二端部以及第三功率二極管D3的負極連接；

第二功率二極管D2的正極、第三功率二極管D3的正極、直流濾波電容E1的負極連接第二分壓電阻R2的第一端部構成負輸出端；

第一功率二極管D1的負極和第四功率二極管D4的負極，連接直流濾波電容E1的正極以及第一分壓電阻R1的第一端部；

第一分壓電阻R1的第二端部與第二分壓電阻R2的第二端部連接，構成直流側采樣端。

進一步的，第一功率二極管D1的正極、交流濾波電容C1的第一端部以及第一IGBT模塊S1的集電極連接電源火線，構成輸入電壓和輸入電流采樣端；第一功率二極管D1的負極、第四功率二極管D4的負極、直流濾波電容E1的正極連接第一分壓電阻R1的第一端部構成正輸出端。