[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

本發明實施例公開了一種兼容單相和三相交流輸入的PFC電路及其控制方法，通過電壓檢測模塊檢測市電和三相電壓的輸入狀態，反饋檢測結果給控制模塊；控制模塊根據檢測結果輸出驅動信號和控制信號；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；三相PFC功率模塊根據控制信號對市電整流或逆變；在單相工作模式下對三相PFC功率模塊的兩個橋臂并聯輸出，獲得兩倍的單個橋臂輸出功率；兩個橋臂交錯并聯進行整流或逆變，使兩個橋臂的電流紋波互相抵消；解決現有單相輸出1/3功率且正負母線電壓不平衡及紋波較大的問題。

技術領域

本發明涉及功率電路和拓撲技術領域，尤其涉及一種兼容單相和三相交流輸入的PFC電路及其控制方法。

背景技術

交流轉直流(AC/DC)電源，如通信一次電源和電動車車載充電機(OBC)，其典型架構通常是交流市電先經過PFC(功率因數校正)電路整流為直流電，再通過后級的DCDC電路轉化為后級負載所需要的電壓電流。

常見的市電供電輸入，由于基礎設施的限制，有單相和三相兩種典型配電。一般大功率的用電裝置會傾向采用三相交流配電，且三相交流配電分為帶中線和不帶中線兩種情況。由于基礎設施的配電限制，實際許多場合并沒有配備三相交流電，而是選自單相配電。為了提高用電裝置的兼容性，對用電裝置提出了兼容單相電和三相電輸入的需求。

但是，當三相輸入減少到單相輸入時，即現有方案的PFC電路工作到單相模式時，只有一相電路在工作，只能輸出1/3的三相滿載功率。而大功率的三相配電的PFC電路的后級一般采用正負雙線的拓撲結構，工作在單相模式時，正負母線的紋波較大，影響均壓，從而影響后級DCDC電路的正常工作。從而阻礙了單相電和三相電兼容方案的有效實施。

發明內容

針對上述技術問題，本發明實施例提供了一種兼容單相和三相交流輸入的PFC電路及其控制方法，以解決現有PFC電路進行單相工作時、只能輸出1/3的三相滿載功率且正負母線電壓不平衡及紋波較大的問題。

本發明實施例提供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。

可選地，所述的兼容單相和三相交流輸入的PFC電路中，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。

可選地，所述的兼容單相和三相交流輸入的PFC電路中，所述三相PFC功率模塊包括第一橋臂、第二橋臂和第三橋臂；