[发明专利]一种改善维也纳整流器中点电压不平衡的整流电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子交流领域，特别涉及一种改善维也纳整流器中点电压 不平衡的整流电路及方法。

背景技术

VIENNA整流器电路结构简单，开关管数量少，可以实现三电平运行，同等 输出电压情况下，能有效地降低开关管的电压应力。另外，该电路具有三电平 结构，因而，在确定电流纹波要求下，可以采用较小的滤波电感。由于上述特 点使得该电路在单相功率因数校正(PFC)场合具有良好应用前景。但是三电平 结构拓扑的中点电位不平衡的问题一直存在，中点电位不平衡的危害是多方面 的，例如电容上的电压波动会降低电容的使用寿命，由于不均衡的电压造成的 某相桥臂的功率器件承受的电压偏大等等。解决的思路也是在大范围内防止中 点电位偏移，在小范围内尽量减小中点波动的幅度。中点平衡的控制总体上分 为硬件控制和软件控制，现有的硬件控制电路具有电路拓扑复杂，控制效果不 佳等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种改善维也纳整流 器中点电压不平衡的整流电路，采用一种LC可控电路，实时调节输出电容接入 值，达到自动补偿中点电位的效果，有效解决了维也纳整流电路的中点电位不 平衡的问题。

本发明的另一目的在于提供一种改善维也纳整流器中点电压不平衡的整流 方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种改善维也纳整流器中点电压不平衡的整流电路，包括第一LC可控电路、 第二LC可控电路、采样电路、辅助电源模块、单片机控制模块和驱动模块；所 述辅助电源模块分别为单片机控制模块、驱动模块供电，采样电路采集维也纳 整流器输出的上部中点电位Un1、维也纳整流器输出的下部中点电位Un2，并将 采集的Un1、Un2传输至单片机控制模块，单片机控制模块经过计算后输出相应 的驱动信号至驱动模块，驱动模块输出的驱动信号分别传输至第一LC可控电路、 第二LC可控电路，第一LC可控电路的移相角减小、第二LC可控电路的移相角 增大，或者第一LC可控电路的移相角增大，第二LC可控电路的移相角减小， 通过负反馈使得Un1、Un2自动调节，补偿维也纳整流器不平衡的中点电压，直 至平衡。

所述第一LC可控电路，包括第七开关管、第八开关管、第七二极管、第八 二极管、第十一二极管、第十二二极管、第一电容、第一电感，其中第七二极 管反并联在第七开关管上，第八二极管反并联在第八开关管上，第七开关管的 漏极分别接第十一二极管的正极和第一电感的一端，第一电感的另一端接维也 纳整流器输出的上部中点电位，第七开关管的源极分别接第十二二极管的正极 和第一电容的负极，第一电容的正极分别接第十一二极管的负极和第八开关管 的漏极，第八开关管的源极分别接第十二二极管的负极、维也纳整流器输出的 中点电位。

所述第二LC可控电路，包括第九开关管、第十开关管、第九二极管、第十 二极管、第十三二极管、第十四二极管、第二电容、第二电感，其中第九二极 管反并联在第九开关管上，第十二极管反并联在第十开关管上，第九开关管的 漏极分别接第十三二极管的正极和第二电感的一端，第二电感的另一端接维也 纳整流器输出的中点电位，第九开关管的源极分别接第十四二极管的正极和第 二电容的负极，第二电容的正极分别接第十三二极管的负极和第十开关管的漏 极，第十开关管的源极分别接第十四二极管的负极、维也纳整流器输出的下部 中点电位。

所述维也纳整流器，其包括第一整流桥、整流桥臂，所述整流桥臂包括第 一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、 第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极 管，第一二极管反并联在第一开关管上，第二二极管反并联在第二开关管上， 第三二极管反并联在第三开关管上，第四二极管反并联在第四开关管上，第五 二极管反并联在第五开关管上，第六二极管反并联在第六开关管上，第一开关 管的漏极与第一整流桥的a相输入端相连，第一开关管的源极接第二开关管的 源极，第二开关管的漏极与维也纳整流器输出的中点电位相连，第三开关管的 漏极与第一整流桥的b相输入端相连，第三开关管的源极接第四开关管的源极， 第四开关管的漏极与维也纳整流器输出的中点电位相连，第五开关管的漏极与 第一整流桥的c相输入端相连，第五开关管的源极接第六开关管的源极，第六 开关管的漏极与维也纳整流器输出的中点电位相连。