[发明专利]三相整流电路

说明书

技术领域

本发明一般性涉及AC/DC转换器电路，尤其涉及一种三相整流电路，其利用三相功率因数校正（PFC）电路将AC输入电压整流为DC电压。

背景技术

AC/DC转换器为将交流电源（AC）信号转换为直流电（DC）信号的电子装置。AC/DC转换器对于以AC电源作为电源而使用DC电压工作的电子设备（诸如计算机服务器或工作站）而言是至关重要的。此外，其它既使用AC电源又使用可充电电池作为电源的电子设备也需要AC/DC转换器。例如，诸如移动电话和笔记本电脑等便携式电子设备可在AC电源不可用时使用电池供应的DC电源，但也可使用AC电源作为电源来工作和/或为电池充电。在这种情况下，须将AC电压转换为用于便携式电子设备的工作或对电池进行充电的DC电压。

通常，由于电力电子变换器对电网产生谐波污染的原因，AC/DC转换器使用了功率因数校正（PFC）电路。传统AC/DC转换器使用单相系统，其包括单相PFC电路、高压DC链路（link）以及DC/DC转换器。单相PFC电路执行AC/DC转换，将来自AC电源的AC电压转换为高电压DC信号，并通过高压DC链路将该高电压DC信号发送给DC/DC转换器。然后，DC/DC转换器将高电压DC信号转换为电子设备所需的DC电压。然而，单相系统的输出额定功率会受到限制。

随着日益增加的对AC/DC转换器的高输出功率的需求，三相PFC电路广泛用于执行AC/DC转换。在实际使用中，三相PFC电路的拓扑可为各种不同的电路布局。一方面，总是优选采用简单的三相PFC电路的电路布局，但是简单的电路布局通常会导致诸如相对低的效率和高谐波电流这样的问题。另一方面，采用更复杂的电路布局来提高三相PFC电路的效率将会产生另外不同的问题，如增加了电路成本和电路控制的复杂性以及降低了AC/DC转换器可靠性。

此外，三相PFC电路产生更高的输出DC电压，通常在800V的范围内。因而，当AC/DC转换器使用三相PFC电路来代替单相PFC电路时，需将DC/DC转换器替换掉，以经受住由三相PFC电路产生的更高的输出DC电压。解决这个问题的一个方式是在AC/DC转换器中使用高电压电路元件（如1200V的元件）来代替600V的元件。然而，1200V的元件不像600的元件那样被普遍使用，因而AC/DC转换器会由于1200V的元件的成本增加而花费更多。另一种方式是使用一般的600V的元件而采用更复杂的电路布局。然而，在这种方式下，电路元件的数量会增加，因而会变得更加难以控制。

因此，迄今未解决的需求存在于现有技术中，以解决上述提及的缺点和不足。

发明内容

本发明在一个方案中涉及具有三个输入端和两个输出端的三相整流电路包括三相二极管桥和三个开关电路。所述三相二极管桥具有三个电性并联至所述两个输出端的第一二极管对，其中每个第一二极管对具有两个串联的第一二极管，所述两个第一二极管之间限定第一节点，并且每个第一二极管对在所述第一节点处电性连接至相应的输入端。每个开关电路具有第一端、第二端以及多个电性串联在所述第一端和所述第二端之间的开关，并且每个开关电路耦接至相应的第一二极管对，使得所述第一端电性连接至位于所述相应的第一二极管对中的一个第一二级管和所述第一节点之间的第二节点，以及使得所述第二端电性连接至位于所述相应的第一二极管对中的另一个第一二级管和所述第一节点之间的第三节点。另外，所述三相整流电路可具有电压源，所述电压源电性并联在所述两个输出端之间，并电性连接至每个开关电路。在一个实施例中，所述三个开关电路的多个开关中的每一个包括MOS开关或IGBT开关。

此外，所述三相二极管桥可具有三对第二二极管，其中每对第二二极管具有两个第二二极管，一个第二二极管电性连接在所述相应的第一二极管对的所述第一节点和所述第二节点之间，以及另一个第二二极管电性连接在所述相应的第一二极管对的所述第一节点和所述第三节点之间。在一个实施例中，所述三个第一二极管对的所有第一二极管包括快恢复二极管，并且所述三个第二二极管对的所有第二二极管包括慢恢复二极管。

在一个实施例中，所述电压源包括两个串联的极化电容器，所述两个极化电容器之间限定第四节点，并且所述电压源在所述第四节点处电性连接至所述开关电路中的每一个。