[發明專利]一種兩電平型三相整流矯正器及其控制方法

在審

• 申請號: 202111440817.7
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114362566A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 劉斌;李玲
• 申請（專利權）人: 劉三英
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M7/217;H02M1/42;H02M1/12
• 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

本發明涉及一種兩電平型三相整流矯正器及其控制方法，它包括輸入開關整流橋臂組、儲能續流電感和輸出整流單元；所述輸入開關整流橋臂組包括三個開關整流橋臂，每個開關整流橋臂均包括交流輸入端口、正輸出端口和負輸出端口，所述交流輸入端口、正輸出端口和負輸出端口之間設置有等效可控選擇開關；所述輸出整流單元包括第七二極管、第八二極管和第一濾波電容。本發明通過對輸入開關整流橋臂組中的開關管施加合適的“中”、“高”模式PWM驅動信號，實現對傳統三相全橋兩電平整流型變換器的功率因數補償及矯正，減少諧波污染，相比傳統的方法降低了電網電流畸變，補償了功率因數，適用于三相全橋整流電源設備較多的場合，如工業變頻器等。

技術領域

本申請涉及三相整流矯正器技術領域，具體涉及一種兩電平型三相整流矯正器及其控制方法。

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。

在很多傳統工業設備場合，還大量的存在三相自然整流電源設備，如大型的煉鋼廠的設備電源，工礦企業的大型設備電源，以及其他各種變頻電源。基本上都是使用二極管或者可控硅等器件進行三相整流，因此導致電網電流畸變很厲害，產生大量的諧波電流，常用的解決方式為在設備前級增加常規的PFC有源功率因數矯正器、增加無源濾波器或在總的電網中增配交流型有源濾波器。前述各種辦法具有價格昂貴、效果不佳的缺陷。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種兩電平型三相整流矯正器及其控制方法，能夠采用簡單的控制電路經濟有效地解決三相整流型設備諧波問題。

本發明采取的一種技術方案是：一種兩電平型三相整流矯正器，包括輸入開關整流橋臂組、儲能續流電感和輸出整流單元；所述輸入開關整流橋臂組包括第一開關整流橋臂、第二開關整流橋臂和第三開關整流橋臂，每個開關整流橋臂均包括交流輸入端口、正輸出端口和負輸出端口，所述交流輸入端口、正輸出端口和負輸出端口之間設置有等效可控選擇開關；所述輸出整流單元包括第七二極管、第八二極管和第一濾波電容；

所述第一開關整流橋臂、第二開關整流橋臂和第三開關整流橋臂的正輸出端口依次連接后，再與第七二極管的陰極和儲能續流電感的一端連接；所述第一開關整流橋臂、第二開關整流橋臂和第三開關整流橋臂的負輸出端口依次連接后，再與第八二極管的陽極和儲能續流電感的另一端連接；所述第一濾波電容一端與第八二極管的陰極連接，形成三相整流矯正器的正輸出端，所述第一濾波電容的另一端與第七二極管的陽極連接，形成三相整流矯正器的負輸出端。

進一步地，所述等效可控選擇開關為二極管與高頻開關管的串聯組合或者兩個高頻開關管反向串聯后再與二極管連接，所述等效可控選擇開關根據交流整流導通的需要對高頻開關管施加高頻PWM驅動信號可以控制開通與關斷從而實現有方向選擇性的導通連接，即形成對交流正半波的高頻脈沖式整流導通，或者交流負半波高頻脈沖式整流導通。

進一步地，所述等效可控選擇開關由一個開關管和四個二極管組成，或者由兩個開關管和兩個二極管組成；

當所述等效可控選擇開關由一個開關管和四個二極管組成時，所述開關管的源極與第一二極管和第二二極管的陽極連接，所述開關管的源極與第三二極管和第四二極管的陰極連接；所述第一二極管的陰極與所述正輸出端口連接；所述第二二極管的陰極和第三二極管的陽極與所述交流輸入端口連接；所述第四二極管的陽極與所述負輸出端口連接；

當所述等效可控選擇開關由兩個開關管和兩個二極管組成時，具有三種連接方式：