[實(shí)用新型]一種非隔離型三相PFC變換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721332595.6
• 申請(qǐng)日: 2017-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN207368870U
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李倫全;鄭車曉;周濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市保益新能電氣有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/42
• 分類號(hào): H02M1/42;H02M7/219;H02M1/12
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

本實(shí)用新型公開了一種非隔離型三相PFC變換器，其中變換器包括開關(guān)單元、整流單元和儲(chǔ)能續(xù)流單元，開關(guān)單元包括三個(gè)開關(guān)組，三個(gè)開關(guān)組分別設(shè)置在接入的三相三線電源的三根相線上；三個(gè)開關(guān)組分別通過三根相線與整流單元連接；儲(chǔ)能續(xù)流單元包括第一至第二續(xù)流電感和濾波電容，整流單元的正極端通過正極母線與第一續(xù)流電感一端串聯(lián)，負(fù)極端通過負(fù)極母線與第二續(xù)流電感一端串聯(lián)，正極母線與負(fù)極母線之間設(shè)有濾波電容，第一續(xù)流電感的另一端和第二續(xù)流電感的另一端分別與濾波電容的兩端連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制邏輯也較為精簡(jiǎn)，因此在高功率密度場(chǎng)合，優(yōu)勢(shì)十分明顯。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電力電子領(lǐng)域，特別是涉及一種非隔離型三相PFC變換器。

背景技術(shù)

由于近年來單體設(shè)備用電負(fù)荷的容量越來越大，大多是采用三相供電，比如電動(dòng)汽車充電站等，假如沒有PFC矯正功能就會(huì)對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量破壞很大，甚至嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的癱瘓。

長(zhǎng)期以來，對(duì)于三相交流輸入的PFC(功率因素校正)電路，通常以升壓(boost)型為主(如圖1)，為三電平結(jié)構(gòu)，兩電容中點(diǎn)電位與電網(wǎng)中點(diǎn)的電位基本相同，通過雙向開關(guān)分別控制對(duì)應(yīng)相的電流。開關(guān)合上的對(duì)應(yīng)相的電流幅度值增大，開關(guān)斷開時(shí)對(duì)應(yīng)橋臂上的二極管導(dǎo)通電路，在輸出電壓的的作用下Boost電感上的電流減小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的控制。但Boost升壓型輸出電壓較高，未能保證PF(功率因素)值及THDI(電流諧波畸變總數(shù))指標(biāo)較好，如輸入標(biāo)稱三相三線380VAC的，輸出一般都在720V左右，甚至在800V，而常規(guī)的性能較好的功率管在650V以下，近年來有出現(xiàn)電壓稍高的1200V左右的SIC等新型開關(guān)器件，但成本高昂；因此，后端的直流變換器局限于功率器件的有限性，要兼顧效率及其他因素，處理起來較為麻煩。為此，迫切需要尋求既能滿足電能質(zhì)量并且電壓低的PFC電路，即是降壓式PFC，因此大家除在繼續(xù)使用較為典型的升壓式PFC電路外，也開始探索降壓(BUCK)式的PFC變換器。

如圖2所示，于2012年在27屆IEEE電力電子應(yīng)用博覽會(huì)(Annual IEEE AppliedPower Electronics Conference and Exposition(APEC 2012)27th)上發(fā)表發(fā)布的論文《Swiss rectifier—A novel three-phase buck-type PFC topology for ElectricVehicle battery charging》，介紹了近年來較為典型降壓型PFC電路，其中較為典型的SWiSS RECTIFER電路，其相比6-switch buck-type PFC電路(圖3)進(jìn)行了創(chuàng)新和演變，其聲稱損耗更低，效率更高。從細(xì)致分析來看，確實(shí)通過減少高頻開關(guān)管的輪換，以及在電流回路中的開關(guān)器件的數(shù)量減少可以實(shí)現(xiàn)其聲稱的改進(jìn)，但在體積有限或者成本要求相對(duì)較高的場(chǎng)所，該電路也有它的一些局限性，如功率器件的數(shù)量較多(圖2為16個(gè)，圖3為12個(gè))，特別是開關(guān)管，由于每個(gè)開關(guān)管(或者開關(guān)單元)的電位不同，其都需要一個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電源，因此驅(qū)動(dòng)線路較多且復(fù)雜，從做實(shí)際產(chǎn)品的角度來說，Swiss rectifier與6-switch buck-type PFC相比在控制及成本上并沒有太大的優(yōu)勢(shì)，尤其是在功率密度要求較高的場(chǎng)合，反倒因?yàn)槠骷?shù)量的增多成為劣勢(shì)。

以上背景技術(shù)內(nèi)容的公開僅用于輔助理解本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思及技術(shù)方案，其并不必然屬于本專利申請(qǐng)的現(xiàn)有技術(shù)，在沒有明確的證據(jù)表明上述內(nèi)容在本專利申請(qǐng)的申請(qǐng)日已經(jīng)公開的情況下，上述背景技術(shù)不應(yīng)當(dāng)用于評(píng)價(jià)本申請(qǐng)的新穎性和創(chuàng)造性。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型目的在于提出一種非隔離型三相PFC變換器，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致的不適宜在體積有限或者成本要求相對(duì)較高的場(chǎng)所進(jìn)行應(yīng)用的技術(shù)問題。