[發(fā)明專利]一種降壓式非隔離三相PFC變換器及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810892424.1
• 申請(qǐng)日: 2018-08-07
• 公開（公告）號(hào): CN108923637B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許政;戴錢坤;孫百軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司雷華電子技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H02M1/42
• 分類號(hào): H02M1/42;H02M1/12
• 代理公司: 北京航信高科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 王子溟

本發(fā)明涉及三相交直流變換領(lǐng)域，特別涉及一種降壓式非隔離三相PFC變換器及其控制方法。降壓式非隔離三相PFC變換器包括正向開關(guān)單元、半控整流單元和儲(chǔ)能續(xù)流單元，其中，正向開關(guān)單元包括3個(gè)正向功率開關(guān)管，分別設(shè)置在接入的三相三線電源的三根相線上；所述半控整流單元包括上橋臂和下橋臂，上橋臂由三只二極管組成，下橋臂由三只負(fù)向功率開關(guān)管與三只二極管分別串聯(lián)組成。本發(fā)明的降壓式非隔離三相PFC變換器，克服了傳統(tǒng)的升壓型PFC電路的缺陷，使得后級(jí)的直流變換器不受功率器件的性能所局限，可以降低開關(guān)損耗，還節(jié)省了很多功率器件，并且，電路結(jié)構(gòu)簡單，控制方法精簡新穎，效率高，適合于高效率及高功率密度需求場合，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三相交直流變換領(lǐng)域，特別涉及一種降壓式非隔離三相PFC變換器及其控制方法。

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，假如沒有功率因數(shù)校正裝置就會(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。

長期以來，對(duì)于三相交流輸入的功率因素校正(PFC)電路，通常以升壓型為主，由于采用升壓拓?fù)?，?dāng)輸入三相電壓為380VAC時(shí)，輸出一般較高，可以達(dá)到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，也開始探索降壓式的PFC變換器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了一種降壓式非隔離三相PFC變換器及其控制方法，以解決現(xiàn)有升壓型PFC電路存在的至少一個(gè)問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種降壓式非隔離三相PFC變換器，包括正向開關(guān)單元、半控整流單元和儲(chǔ)能續(xù)流單元，其中，

所述正向開關(guān)單元包括第一正向功率開關(guān)管S1、第二正向功率開關(guān)管S2以及第三正向功率開關(guān)管S3，三個(gè)所述正向功率開關(guān)管分別設(shè)置在接入的三相三線電源的三根相線上；

所述半控整流單元包括上橋臂和下橋臂，所述上橋臂由三只二極管D1、D3、D5組成，所述下橋臂由三只負(fù)向功率開關(guān)管與三只二極管D2、D4、D6分別串聯(lián)組成，其中，所述三只負(fù)向功率開關(guān)管分別為第一負(fù)向功率開關(guān)管S4、第二負(fù)向功率開關(guān)管S5以及第三負(fù)向功率開關(guān)管S6，所述半控整流單元通過正極端和負(fù)極端與所述儲(chǔ)能續(xù)流單元連接。

可選的，所述儲(chǔ)能續(xù)流單元包括續(xù)流二極管D7、第一濾波電感L1、第二濾波電感L2和濾波電容C1，所述半控整流單元的正極端通過正極母線與第一濾波電感L1一端串聯(lián)，所述半控整流單元的負(fù)極端通過負(fù)極母線與第二濾波電感L2一端串聯(lián)，所述濾波電容C1兩端分別與所述第一濾波電感L1的另一端和所述第二濾波電感L2的另一端連接。

可選的，所述正向功率開關(guān)管和負(fù)向功率開關(guān)管為MOS管或IGBT管。

可選的，三個(gè)所述負(fù)向功率開關(guān)管S4、S5、S6的源極分別與所述半控整流單元下橋臂的三個(gè)二極管D2、D4、D6的陽極相連，所述半控整流單元上橋臂的三個(gè)二極管D1、D3、D5的陰極相連，作為所述半控整流單元的輸出正極；另外，三個(gè)所述負(fù)向功率開關(guān)管S4、S5、S6的漏極相連，作為所述半控整流單元的輸出負(fù)極，所述半控整流單元通過正極端和負(fù)極端與所述儲(chǔ)能續(xù)流單元連接。

可選的，所述正向開關(guān)單元的第一正向功率開關(guān)管S1)的源極同時(shí)連接到所述半控整流單元的A相上橋臂的二極管D1的陽極，以及所述半控整流單元的A相下橋臂的二極管D2的陰極；