[发明专利]三开关双电容的高功率因数三相AC-DC变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种三相AC-DC变换器，特别涉及一种三开关双电容的高功率因数三相AC-DC变换器。

背景技术

低压三相交流电源供电的变频器在工业、农业和家庭得到了越来越广泛的应用，变频器的前级电路都采用了不控三相整流器。现有的不控三相整流器-电解电容系统，对于三相电网而言属于非线性负载，工作时会向电网传导大量的低次谐波电流，如此极不利于电力环保，而且也难以符合IEC61000-3-2/12谐波电流限度标准。为此需要使用高功率因数的三相AC-DC变换器，即可控整流器来代替现有的不控三相整流器。截至目前，出现了大量的可控整流器方案，如PWM电压源整流器、PWM电流源整流器和矩阵整流器等。这些整流器虽然功率因数很高，但是控制原理复杂，实现困难，器件电力应力大，成本较高，电磁干扰(即EMI)设计有一定困难。

为此设计一种附加器件少、器件电力应力小和数字控制等技术特征的低成本三相AC-DC变换器，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电路简单且成本低的三开关双电容的高功率因数三相AC-DC变换器。

本发明的另一目的在于提供一种三开关双电容的高功率因数三相AC-DC变换器，以有效改善功率因数。

为了达到上述目的及其他目的，本发明提供三开关双电容的高功率因数三相AC-DC变换器，包括：一种三开关双电容的高功率因数三相AC-DC变换器，其包括：

功率变换电路，所述功率变换电路包括具有三开关的受控开关电路、LC整流电路，该LC整流电路与三相电源的三相相连接，用于滤除各相电流的高次谐波、与所述LC整流电路相连接的不控三相整流器，用于将经过所述LC整流电路处理的所述三相电源进行整流以向直流负载供电、电容组件，并联在所述不控三相整流器的输出端，以使所述不控三相整流器输出稳定的直流电压，该电容组件包括串联的第一电容和第二电容；

功率检测电路，连接在所述不控三相整流器的输出端，用以检测所述不控三相整流器向所述直流负载提供的直流电压与直流电流；

过零检测电路，与所述三相电源的三相连接，用于根据所述三相电源各相的电压的变化同步生成相应的三路脉冲信号，且每一脉冲信号的零点与对应的相电压的零点同步；

数字控制电路，与所述过零检测电路及所述功率检测电路相连接，用于根据所述功率检测电路输出的直流电压和直流电流计算所述直流负载当前的有功功率，再根据所述有功功率、预设的所述LC整流电路各元件的参数、及所述过零检测电路输出的三路脉冲信号计算出待生成的三路数字序列需要持续的时间，并进而以所述三路脉冲信号各自的零点为同步点生成相应的三路数字序列，且各数字序列是以同步点为中心分布的；

驱动电路，与所述数字控制电路的输出端相连接，用于根据所述数字控制电路输出的三路数字序列生成相应三路驱动脉冲；

所述具有三开关的受控开关电路，其受控端与所述驱动电路的输出端相连接，各开关两端分别与所述LC整流电路及所述电容组件的中线相连接，用于将LC整流电路中的电感储能转移到电容组件，获得高功率因数和稳定直流电压。

综上所述，本发明根据不控三相整流器、LC滤波器、三开关局部优化斩波升压工作原理，设计制作的三开关双电容的高功率因数三相AC-DC变换器，因而具有设计构思新颖、通用性强等特征，同时具有结构简单、附加成本低、实现容易等优点，还可以支持较宽范围功率输出，尤其适用于较大功率变频器的前级整流器。

附图说明

图1为本发明的三开关双电容的高功率因数三相AC-DC变换器的电路结构示意图。

具体实施方式

以下将通过具体实施例来对本发明的三开关双电容的高功率因数三相AC-DC变换器进行详细说明。

请参阅图1，本发明的三开关双电容的高功率因数三相AC-DC变换器如图1所示，由功率变换电路1，过零检测电路2，功率检测电路3，控制电路4，驱动电路5以及配套的负载电路6构成。