[發明專利]一種三相升降壓整流變換器及控制方法

在審

• 申請號: 202110712490.8
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113507224A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 李倫全;李玲;陳乾宏
• 申請（專利權）人: 深圳市高益智能電氣有限公司;南昌杜迪電子技術有限公司
• 主分類號: H02M7/08
• 分類號: H02M7/08;H02M7/217;H02M3/158
• 代理公司: 南昌華成聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 36126
• 代理人: 黃晶

本發明公開了一種三相升降壓整流變換器及控制方法，所述三相升降壓整流變換器包括輸入整流橋組、降壓單元和儲能續流單元；所述輸入整流橋組包含第一至第三整流橋，所述降壓單元包含第一至第八開關管和第十三至第十六二極管，儲能續流單元包括第十七至第二十二極管、第九至第十開關管、第一至第四續流電感和濾波電容。本發明具備兩個降壓開關單元，可同相位并聯或者錯相并聯工作，通過對開關管施加“中”模式PWM驅動信號和“高”模式PWM驅動信號，可以實現三相整流變換器中的輸入整流橋組及降壓開關單元最大程度的復用，適用于中大功率輸出電壓范圍較寬，或者輸出電壓介于倍至倍輸入相電壓范圍及需要高效率、高功率密度的場合。

技術領域

本申請涉及電力電子領域，具體涉及一種三相升降壓整流變換器及控制方法。

背景技術

當前用電設備功率越來越大，采用三相供電方式的用電設備也越來越多，如果用電設備沒有功率因數矯正（PFC）功能就會對電網的電能質量破壞很大，嚴重時甚至會導致電網的癱瘓。為滿足電網質量要求，減少對電網的諧波污染或者造成配網不必要的輸送負擔，三相用電設備必須具備PFC功能或者增加濾波裝置，以滿足相關法規要求。

一般來說，對于三相交流輸入的整流變換電路，如果需要PFC功能，則通常以兩電平或者三電平升壓型為主。但升壓后，輸出電壓較高，對后端所接的變換器或者負載使用有所限制，如輸入標稱三相三線380V的交流電壓，輸出一般都設定在720V左右，甚至高達800V。當后端輸出電壓還需要變換器調整時，常規的性能較好的功率管在650V以下，近年有電壓稍高且高頻開關性能較好的1200V左右的SiC等新型開關器件，但成本高昂；為解決整流變換器后端的直流變換器的功率器件的局限性，同時又兼顧效率及其他因素，近年來降壓型的兩電平整流變換器也成為大家研究的熱點，如圖1升壓式PFC，當初電壓較低時則需要做降低處理，圖2所示的為降壓式PFC，如果采用降壓式但其理論上可以穩定輸出最高為1.5倍相電壓峰值電壓的額定電壓，如果輸出需求電壓是超過該電壓范圍的，但又未達到倍的相電壓峰值，則后端必須再增配一級非隔離式的DC/DC直流變換電路（如升壓式的方案）變換為所需要的輸出電壓，圖3則是采用升壓或者降壓方案再經過一級DC/DC穩壓變換來實現，兩級方案成本較高，同時由于兩級的變換，效率會降低。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種三相升降壓整流變換器及控制方法，解決上述現有技術存在的導流通路器件多和不能充分利用降壓開關器件導流能力導致損耗大，不適宜成本要求相對較高的場所進行應用的技術問題。

本發明采取的第一種技術方案是：一種非隔離式三相升降壓整流變換器，包括輸入整流橋組、降壓單元和儲能續流單元；所述輸入整流橋組包括第一至第三整流橋，所述第一至第三整流橋均包括四個二極管，所述四個二極管分別兩兩同向串聯組成兩個功能相同的橋臂組，兩個橋臂組并聯連接，形成兩個交流輸入口，即橋臂組中兩個二極管串聯的中點，一個整流輸出正端，即橋臂組的陰極，一個整流輸出負端，即橋臂組的陽極；所述降壓單元包括兩個降壓開關單元，第一降壓開關單元包括第一至第四開關管和第十三至第十四二極管，第二降壓開關單元包括第五至第八開關管和第十五至第十六二極管；所述第一降壓開關單元和所述第二降壓開關單元共用所述輸入整流橋組中的其中一個整流橋；所述儲能續流單元包括第十七至第二十二極管、第九至第十開關管、第一至第四續流電感和濾波電容；三個輸入整流橋組分別連接三相三線電源中的任意兩相，每個輸入整流橋組的輸入線電壓各不相同；