[發明專利]基于三相耦合電感的無橋PFC電路

在審

• 申請號: 202011279345.7
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112271920A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 吳文海;黃天誠;錢亮;羅勤
• 申請（專利權）人: 江西清華泰豪三波電機有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M7/219
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 彭琰

一種基于三相耦合電感的無橋PFC電路，包括：三相耦合集成電感模塊，包括三個并聯的電感模塊，三個所述電感模塊的輸入端連接三相輸入電源；三相整流橋模塊，包括三個并聯的整流橋電路，每個所述整流橋電路包括串聯的二極管和開關模塊，所述三相耦合集成電感模塊的三個輸出端分別連接在所述整流橋電路的中點；信號控制模塊，所述信號控制模塊的輸出端與所述整流橋電路的開關模塊連接，所述信號控制模塊用于生成和輸出三路脈沖信號，且所述信號控制模塊輸出的三路信號分別用于控制三個所述整流橋電路的開關模塊的通斷。

技術領域

本發明涉及電路技術領域，特別是涉及一種基于三相耦合電感的無橋PFC電路。

背景技術

利用運載平臺的動力驅動電機發電的軸帶取力發電系統是軍用、民用移動電源的發展方向，為了節省空間優先選擇高功率密度的永磁發電機，永磁發電機輸出電壓頻率和幅值隨轉速變化，為得到穩定輸出電能，主要在輸出端級聯AC/AC或AC/DC變換器。

隨著軸帶取力發電系統在軍用移動電源已經逐步普及，中頻三相功率因數校正裝置研制十分必要。對于軸帶取力發電，其發電機轉速較高(n_max≥6000轉/分鐘)，轉速變比范圍大(n_max/n_min≥4)，發電機輸出電壓的頻率變比范圍Δf大(Δf≥4)，目前已有的技術和裝置不能滿足要求。

現有的工業應用的整流裝置以三相二極管不控整流裝置橋為主，適用于50Hz(或者60Hz)用電領域研究應用，而中頻(典型為400Hz)電源的應用范圍受限，三相功率因數校正鮮有研究。并且，由于中頻電源的電源頻率較高，當前主流的商用數字控制芯片很難滿足鎖相和調制要求，因此現有的整流裝置難以實現相位跟蹤和高頻調制。

發明內容

鑒于上述狀況，有必要提供一種基于三相耦合電感的無橋PFC電路，以實現中頻電源的整流和功率因數校正。

本發明技術方案提供了一種基于三相耦合電感的無橋PFC電路，包括：

三相耦合集成電感模塊，包括三個并聯的電感模塊，三個所述電感模塊的輸入端連接三相輸入電源；

三相整流橋模塊，包括三個并聯的整流橋電路，每個所述整流橋電路包括串聯的二極管和開關模塊，所述三相耦合集成電感模塊的三個輸出端分別連接在所述整流橋電路的中點；

信號控制模塊，所述信號控制模塊的輸出端與所述整流橋電路的開關模塊連接，所述信號控制模塊用于生成和輸出三路脈沖信號，且所述信號控制模塊輸出的三路信號分別用于控制三個所述整流橋電路的開關模塊的通斷。

進一步的，上述無橋PFC電路，其中，所述開關模塊采用功率開關管。

進一步的，上述無橋PFC電路，其中，每個所述整流橋電路中，所述開關功率管的門極與所述信號控制模塊的輸出端連接，所述開關功率管的集電極或柵極與所述二極管的正極連接，且，各個所述二極管的負極并聯后輸出端為正極，各個所述開關功率管的發射極或漏極并聯后輸出端為負極。

進一步的，上述無橋PFC電路，其中，所述開關模塊為MOS管、IGBT或SiC中的任意一種。

進一步的，上述無橋PFC電路，其中，三個所述電感模塊的耦合系數

進一步的，上述無橋PFC電路，其中，三個所述電感模塊的電感滿足條件：

L_a＝L_b＝L_c＝L；

三個所述電感模塊的互感滿足條件：

M_ab＝M_ba＝M_ac＝M_ca＝M_bc＝M_cb＝M0；