[發明專利]一種兼容單相和三相交流輸入的PFC電路及其控制方法

有效

• 申請號: 201910010754.8
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109842287B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 吳一祥
• 申請（專利權）人: 深圳陸巡科技有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M1/15
• 代理公司: 深圳市徽正知識產權代理有限公司 44405
• 代理人: 盧杏艷

1.一種兼容單相和三相交流輸入的PFC電路，連接三相火線和DCDC電路，其特征在于，包括電壓檢測模塊、輸入開關切換模塊、三相PFC功率模塊、輸出模塊和控制模塊；

所述電壓檢測模塊檢測市電和三相電壓的輸入狀態，并反饋檢測結果給控制模塊；控制模塊根據檢測結果輸出對應的驅動信號給輸入開關切換模塊，輸出對應的控制信號給三相PFC功率模塊；

所述輸入開關切換模塊根據驅動信號控制內部開關的通斷狀態，將三相火線中的任一相的火線接入三相PFC功率模塊以進入單相工作模式，或將三相火線均接入三相PFC功率模塊以進入三相工作模式；

所述三相PFC功率模塊根據控制信號對單相工作模式和三相工作模式下輸入的市電進行整流或逆變，輸出正負母線電壓給輸出模塊；在單相工作模式下進行對應兩個橋臂的并聯輸出，控制模塊控制兩個橋臂交錯并聯進行整流或逆變；所述輸出模塊為正負雙直流母線結構，對所述正負母線電壓進行濾波后輸出給DCDC電路，

所述輸入開關切換模塊包括第一開關、第二開關、第三開關、第四開關和第五開關；

所述第一開關的一端連接第四開關的一端、三相火線的A相和電壓檢測模塊；第一開關的另一端連接三相PFC功率模塊，第四開關的另一端連接第二開 關的另一端和三相PFC功率模塊，第二開關的一端連接三相火線的B相和電壓檢測模塊，第三開關的一端連接三相火線的C相和電壓檢測模塊，第三開關的另一端連接第五開關的另一端和三相PFC功率模塊，第五開關的一端連接三相火線的中線，第一開關至第五開關的控制端均連接控制模塊；

所述三相PFC功率模塊包括第一橋臂、第二橋臂和第三橋臂；

所述第一橋臂的輸入端連接第一開關的另一端，第二橋臂的輸入端連接第四開關的另一端，第三橋臂的輸入端連接第三開關的另一端；第一橋臂的第一輸出端、第二橋臂的第一輸出端、第三橋臂的第一輸出端相互連接并連接輸出模塊；第一橋臂的第二輸出端、第二橋臂的第二輸出端、第三橋臂的第二輸出端相互連接并連接輸出模塊；第一橋臂的第三輸出端、第二橋臂的第三輸出端、第三橋臂的第三輸出端相互連接并連接中線；

所述第一橋臂包括第一電抗器、第一開關組、第一開關管、第二開關管、第一二極管和第二二極管；

所述第一電抗器的一端連接第一橋臂的輸入端，第一電抗器的另一端連接第一開關組的第1腳，第一開關組的第2腳連接第二開關管的一端和第二二極管的負極，第二開關管的另一端連接第二二極管的正極和第一橋臂的第二輸出端，第一開關組的第3腳連接第一橋臂的第三輸出端，第一開關組的第4腳連接第一開關管的另一端和第一二極管的正極，第一開關管的一端連接第一二極管的負極和第一橋臂的第一輸出端；第一開關組、第一開關管、第二開關管的控制端均連接控制模塊；

所述第二橋臂包括第二電抗器、第二開關組、第三開關管、第四開關管、第三二極管和第四二極管；所述第二電抗器的一端連接第二橋臂的輸入端，第二電抗器的另一端連接第二開關組的第1腳，第二開關組的第2腳連接第四開關管的一端和第四二極管的負極，第四開關管的另一端連接第四二極管的正極和第二橋臂的第二輸出端，第二開關組的第3腳連接第二橋臂的第三輸出端，第二開關組的第4腳連接第三開關管的另一端和第三二極管的正極，第三開關管的一端連接第三二極管的負極和第二橋臂的第一輸出端；第二開關組、第三開關管、第四開關管的控制端均連接控制模塊；

所述第三橋臂包括第三電抗器、第三開關組、第五開關管、第六開關管、第五二極管和第六二極管；所述第三電抗器的一端連接第三橋臂的輸入端，第 三電抗器的另一端連接第三開關組的第1腳，第三開關組的第2腳連接第六開關管的一端和第六二極管的負極，第六開關管的另一端連接第六二極管的正極和第三橋臂的第二輸出端，第三開關組的第3腳連接第三橋臂的第三輸出端，第三開關組的第4腳連接第五開關管的另一端和第五二極管的正極，第五開關管的一端連接第五二極管的負極和第三橋臂的第一輸出端；第三開關組、第五開關管、第六開關管的控制端均連接控制模塊；

在單相工作模式時，兩個并聯的橋臂的第一開關組和第二開關組進行整流/逆變，控制兩個橋臂的開關管的占空比相位錯開180度，使兩個橋臂的電流紋波互相抵消；

平衡橋臂主動平衡正負母線電壓，平衡橋臂由第五開關和第三橋臂組成；第五開關管和第六開關管的開關占空比互補，第五開關管的導通占空比為Don，在Don時間內，正母線電壓V_DC+、第五開關管和第三電抗器形成回路，對第三電抗器正向勵磁；在1-Don時間內，負母線電壓V_DC-、第六開關管和第三電抗器形成回路，對第三電抗器反向勵磁；占空比Don和母線電壓V_DC+、V_DC-的關系公式為：