[實用新型]一種三相降壓型PFC整流電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820889904.8
• 申請日: 2018-06-09
• 公開（公告）號: CN208337407U
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉斌;陳柏宇;蔡金琪
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 南昌華成聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 36126
• 代理人: 黃晶

一種降壓型PFC整流電路，包括三相電壓源電路；三相不控整流電路，包括并聯(lián)的三條串聯(lián)電路，每條串聯(lián)電路包括兩個二極管，三條串聯(lián)電路與三相電壓源電路的三相正弦電壓源分別連接；三相有源功率因數(shù)校正拓撲電路，輸入端連接三相不控整流電路的并聯(lián)兩端；以及有源三次諧波電流注入電路。本實用新型功率因素可達到1.0，且輸出電壓可控；可在無升壓電路的情況下輸出較低電壓；不需實現(xiàn)三相解耦，控制簡單，結(jié)構(gòu)簡單便于實現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及功率因數(shù)校正技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種降壓型PFC整流電路。

背景技術(shù)

功率因數(shù)校正技術(shù)(Power Factor Correction Technique)是電力電子學(xué)界和工業(yè)領(lǐng)域的一項基礎(chǔ)技術(shù)，用于抑制諧波污染以降低高次電流諧波對電網(wǎng)及各用電設(shè)備造成的危害。隨著用電設(shè)備的增加，對電能變換器也提出了高效率、高功率密度和高功率因數(shù)的要求，因此，各種新型的PFC變換拓撲也應(yīng)運而生。

目前，單相功率因數(shù)校正技術(shù)的研究比較多，在電路拓撲和控制方面都相當(dāng)成熟，而三相功率因數(shù)校正的研究則相對較晚較少。近年來隨著PFC技術(shù)的研究不斷的深入，三相PFC日益引起人們的重視。

功率因數(shù)校正技術(shù)分為無源功率因數(shù)校正和有源功率因數(shù)校正兩種：無源功率因數(shù)校正采用無源器件，例如LC濾波，雖然電路結(jié)構(gòu)簡單、效率高，但是功率因數(shù)受電感取值影響，最高只能達到0.95，且輸出電壓不可控，所以多數(shù)情況下不被采用；三相有源功率因數(shù)校正的拓撲結(jié)構(gòu)Boost、Buck-Boost 電路因具有升壓功能，可以保證輸入電壓在很寬的范圍變化時輸入電流的連續(xù)，但輸出電壓依然較高，對于要求整流輸出電壓較低的場合需要在后級連接降壓電路。

從使用有源功率管的數(shù)量來看，三相PFC可分為兩類，一類是單開關(guān)結(jié)構(gòu)，一類是多開關(guān)結(jié)構(gòu)。三相單開關(guān)Boost型PFC電路，為了實現(xiàn)三相之間的解耦，三個電感放在交流測，并工作于電流斷續(xù)模式，其特點是電流控制簡單，但是該電路的輸入、輸出電流紋波較大，對濾波電流要求較高，輸出電壓過高，這給功率管的選取帶來了一定的困難，該電路一般應(yīng)用于輸出功率小于 10kw以及對電流THD要求不嚴格的場合。三相多開關(guān)雖然能以較高的精度控制輸入電流，獲得優(yōu)異的性能，但驅(qū)動和控制策略復(fù)雜，成本較高，適合于較大功率場合。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種三相降壓型PFC整流電路，該電路結(jié)構(gòu)簡單，采用注入三次諧波電流的方式實現(xiàn)功率因數(shù)校正的目的。

一種降壓型PFC整流電路，包括：

三相電壓源電路，由三相互成120°的三個正弦電壓源組成，三個正弦電壓源的一端連在一起；

三相不控整流電路，包括并聯(lián)的三條串聯(lián)電路，每條串聯(lián)電路包括兩個二極管，三條串聯(lián)電路與三相電壓源電路1的三相正弦電壓源分別連接，接入點位于每條串聯(lián)電路的兩個二極管之間；

三相有源功率因數(shù)校正拓撲電路，輸入端連接三相不控整流電路的并聯(lián)兩端；以及

有源三次諧波電流注入電路，包括晶閘管和RCD電路，輸入端即三條串聯(lián)電路與三相電壓源電路1的三相正弦電壓源分別連接的接入點。

進一步的，所述三相不控整流電路每條串聯(lián)電路上的兩個二極管其中一個二極管的陽極與另一個二極管的陰極相連，所述三條串聯(lián)電路陰極與陰極相連、陽極與陽極相連。

進一步的，所述三相有源功率因數(shù)校正拓撲電路為兩個對稱的buck電路。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)中的三相LC濾波無源功率因素校正電路相比，功率因素可達到1.0，且輸出電壓可控；與三相boost-buck型PFC整流電路相比，無升壓電路的情況下輸出較低電壓；與三相單開關(guān)校正電路相比，電流控制簡單，電感電流工作于連續(xù)模式，輸入輸出電流紋波小，只需兩個電感，不需實現(xiàn)三相解耦，控制簡單；與三相多開關(guān)功率因素校正電路相比，驅(qū)動和控制策略簡單，節(jié)約成本，便于實現(xiàn)。